不锈钢表面导电聚苯胺膜的制备与性能研究

论文摘要

在导电聚合物中,聚苯胺由于其单体价格低廉、制备方法简单、导电性能良好、掺杂机理独特、稳定性良好等优点而备受人们的关注,被认为是最有发展前景的一种导电聚合物。其应用前景十分广阔,特别是在金属腐蚀防护方面的应用,己经成为当今研究的热点。近年来,国内外已经有很多关于在不锈钢表面合成导电聚苯胺膜的研究报道,但主要集中在电化学方法上。最近,人们对原位聚合沉积技术产生了兴趣,该方法不需要特殊设备、操作简单、膜厚可控。原则上,几乎任何基体的表面都可以通过原位聚合涂覆聚苯胺膜。用此方法在玻璃、纤维织物、高聚物等的表面合成导电聚苯胺膜已有很多研究报道,但在金属表面合成导电聚苯胺膜的研究还未见报道。基于此原因,本论文使用原位聚合法和恒电位聚合法两种方法在不锈钢表面合成导电聚苯胺膜,并进行了以下研究:（1）用两种方法在不锈钢表面合成导电聚苯胺膜,并获得最佳合成工艺条件。（2）通过化学腐蚀试验、阳极极化曲线和电化学阻抗谱测试研究了不锈钢表面导电聚苯胺膜的耐腐蚀性能,并探讨了合成条件对耐腐蚀性能的影响,测试结果表明聚苯胺膜对不锈钢的耐腐蚀性能有很大提高。（3）研究了合成条件对聚苯胺膜导电性的影响,结果表明各个合成条件对聚苯胺膜的导电性均有较大影响。（4）通过FTIR分析了导电聚苯胺膜的官能团构成与对应结构;通过XRD分析结果表明,导电聚苯胺膜具有一定的结晶性。（5）通过SEM观测了导电聚苯胺膜的微观形貌,结果表明两种方法合成的导电聚苯胺膜主要由颗粒状物质堆积而成。通过EDS分析结果表明SO42-掺杂进了聚苯胺链,并且掺杂态的聚苯胺很有可能使得不锈钢表面形成了氧化物膜。（6）探讨了不锈钢表面导电聚苯胺膜的形成机理和耐腐蚀机理。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 钢铁表面腐蚀与防护概述
• 1.1.1 金属腐蚀的分类
• 1.1.2 金属腐蚀的破坏形式
• 1.1.3 腐蚀控制的方法
• 1.2 导电聚苯胺概述
• 1.2.1 聚苯胺简介
• 1.2.2 聚苯胺的结构
• 1.2.3 聚苯胺的合成方法
• 1.2.4 聚苯胺的掺杂导电机理
• 1.2.5 聚苯胺的应用
• 1.3 不锈钢表面导电聚苯胺膜的研究现状
• 1.4 课题研究的意义和主要研究内容
• 1.4.1 课题研究的目的和意义
• 1.4.2 主要研究内容
• 第二章 不锈钢表面导电聚苯胺薄膜的化学法合成与性能研究
• 2.1 实验部分
• 2.1.1 实验材料及仪器
• 2.1.2 化学法合成导电聚苯胺薄膜的工艺流程
• 2.1.3 导电聚苯胺薄膜的性能测试
• 2.2 化学法合成导电聚苯胺薄膜的结果与讨论
• 2.2.1 正交试验法选择最佳工艺条件
• 2.2.2 条件实验结果与分析
• 2.2.3 聚苯胺薄膜的导电性能研究
• 2.2.4 导电聚苯胺薄膜的耐蚀性能研究
• 2.2.5 导电聚苯胺薄膜的红外光谱分析
• 2.2.6 导电聚苯胺薄膜的X射线线衍射图谱分析
• 2.2.7 导电聚苯胺薄膜的微观形貌分析
• 2.2.8 X射线能谱分析
• 2.3 本章小结
• 第三章 不锈钢表面导电聚苯胺膜的电化学法合成与性能研究
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 实验材料及仪器
• 3.1.2 电极材料的选择
• 3.1.3 电解液的配制
• 3.1.4 工艺流程
• 3.1.5 导电聚苯胺膜的性能测试
• 3.2 电化学法合成导电聚苯胺膜的结果与分析
• 3.2.1 电化学法合成导电聚苯胺膜
• 3.2.2 电化学合成条件对膜形成质量的影响
• 3.2.3 聚苯胺膜的导电性能研究
• 3.2.4 导电聚苯胺膜的耐蚀性研究
• 3.2.5 导电聚苯胺膜的红外光谱分析
• 3.2.6 导电聚苯胺膜的X射线衍射分析
• 3.2.7 导电聚苯胺膜的微观形貌分析
• 3.2.8 X射线能谱分析
• 3.3 本章小结
• 第四章 不锈钢表面导电聚苯胺膜的形成机理和耐蚀机理探讨
• 4.1 不锈钢表面导电聚苯胺膜形成机理的探讨
• 4.1.1 聚苯胺的聚合机理
• 4.1.2 不锈钢表面导电聚苯胺膜的形成机理探讨
• 4.2 导电聚苯胺膜的耐蚀机理探讨
• 4.3 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 今后的工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 研究生在读期间研究成果