聚苯胺对镁合金环氧防护涂层耐蚀性能的影响

论文摘要

聚苯胺(PANI)是一个综合性能优良的导电高分子材料,特别是它独特的掺杂机制和优异电化学性能,使其在防腐蚀领域中得到很好应用。本论文研究了本征态和掺杂态聚苯胺对AZ91D镁合金环氧涂层耐蚀性能的影响。利用化学氧化法,在酸性水溶液中以过硫酸铵为氧化剂使苯胺单体氧化聚合成PANI,经氨水脱掺杂得到本征态PANI,并用氢氟酸或十二烷基苯磺酸对本征态聚苯胺进行掺杂改性。红外光谱对所合成产物的官能团进行表征的结果表明,合成产物是本征态聚苯胺,而且经两种酸掺杂后,醌式结构的特征官能团向低波数移动,而苯式结构的官能团变化不大,表明主要掺杂部位是在醌式氮原子上,而不是苯式氮原子上。以环氧树脂为成膜物质,在AZ91D镁合金表面分别制备了本征态及不同掺杂态PANI/环氧涂层,利用电化学阻抗谱(EIS)和电化学噪声(EN)方法对几种涂层的防护性能进行研究。用扫描电子显微镜(SEM)观察浸泡实验后的试样表面形貌,并用XPS对试样表面进行了元素分析,得出以下结论：1、在环氧树脂中加入本征态PANI,大大提高了环氧涂层的耐蚀性能。XPS分析表明,本征态聚苯胺能与AZ91D镁合金在溶液中和氧气相互作用,形成具有保护作用的产物膜。2、经过两种酸掺杂改性的PANI有更好的耐蚀性能,以氢氟酸掺杂PANI涂层的耐蚀性能最佳。XPS分析表明,氢氟酸掺杂PANI涂层在AZ91D镁合金表面不仅有由于PANI作用形成的保护膜,而且还有MgF2的保护作用,因而氢氟酸掺杂态PANI涂层具有更好的耐蚀性。3、在环氧树脂中添加2%,5%,10%,15%的氢氟酸掺杂PANI,其对涂层的耐蚀性能产生不同的影响,当环氧树脂中加入10%的氢氟酸掺杂PANI时,涂层才有最好的防护性能。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 镁合金简介
• 1.1.1 镁合金的性质
• 1.1.2 镁合金的应用
• 1.1.3 镁合金的表面防护技术
• 1.2 聚苯胺简介
• 1.2.1 聚苯胺的特点
• 1.2.2 合成聚苯胺
• 1.2.3 苯胺的聚合机理
• 1.2.4 聚苯胺的防腐机理
• 1.2.5 聚苯胺防腐涂料的合成
• 1.2.6 国内外研究现状
• 1.2.7 聚苯胺防腐蚀涂料的应用
• 1.3 电化学阻抗（EIS）
• 1.4 电化学噪声（EN）
• 1.5 本课题主要研究内容
• 第2章 聚苯胺涂层的制备及测试方法
• 2.1 试样准备
• 2.2 聚苯胺的合成
• 2.2.1 本征态聚苯胺的合成
• 2.2.2 掺杂态聚苯胺的合成
• 2.3 聚苯胺涂层的制备
• 2.4 聚苯胺粉末的表征
• 2.5 电化学测试
• 2.6 表面分析
• 2.6.1 聚苯胺涂层下基体SEM分析
• 2.6.2 聚苯胺涂层下基体XPS分析
• 第3章 合成产物的表征
• 3.1 聚苯胺的红外光谱
• 3.2 聚苯胺的形貌
• 3.3 聚苯胺的XRD分析
• 3.4 本章小结
• 第4章 本征态PANI对AZ91D镁合金环氧防护涂层耐蚀性的影响
• 4.1 本征态PANI/环氧涂层耐蚀性能的研究
• 4.1.1 电化学阻抗谱
• 4.1.2 电化学噪声
• 4.2 涂层下镁合金的SEM分析
• 4.3 本征态PANI的防护机理
• 4.4 本章小结
• 第5章 DBSA掺杂态PANI对AZ91D镁合金环氧防护涂层耐蚀性的影响
• 5.1 PANI-DBSA/环氧涂层耐蚀性研究
• 5.2 涂层下镁合金SEM分析
• 5.3 PANI-DBSA的防护机理
• 5.4 本章小结
• 第6章 HF掺杂态PANI对AZ91D镁合金环氧防护涂层耐蚀性的影响
• 6.1 PANI-HF/环氧涂层耐蚀性研究
• 6.2 涂层下镁合金SEM分析
• 6.3 PANI-HF涂层的防护机理
• 6.4 本章小结
• 第7章 不同含量HF掺杂PANI对AZ91D镁合金环氧涂层耐蚀性的影响
• 7.1 不同含量PANI-HF/环氧涂层耐蚀性研究
• 7.2 涂层下镁合金SEM分析
• 7.3 本章小结
• 结论
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 参考文献
• 致谢