聚苯胺应用复合方法及其防腐蚀性能研究

论文摘要

针对聚苯胺难溶,难熔,加工性能差等应用性能方面的限制,本文研究了机械共混和原位乳液聚合两种聚苯胺应用的复合方法,优化了共混条件和聚合工艺,并研究了聚苯胺的防腐蚀性能。通过简单的机械研磨把聚苯胺分散到环氧树脂中并配制成共混涂层,研究发现聚苯胺在环氧树脂中合适的添加量为0.6%（质量百分数）。通过盐雾实验和电化学测试研究共混涂层的防腐蚀性能,结果显示:磷酸,草酸,丙烯酸掺杂的聚苯胺-环氧树脂共混涂层对碳钢起到良好的保护效果;盐酸,硫酸,醋酸掺杂以及解掺杂态的聚苯胺-环氧树脂共混涂层浸泡过程中很快失去保护作用。通过超声振荡辅以机械搅拌,把聚苯胺分散到丙烯酸酯预乳液中。分散稳定性研究发现:加入聚苯胺后,预乳液稳定性下降,且聚苯胺用量增大,稳定性降低;不同的聚苯胺具有不同的分散性—盐酸和丙烯酸掺杂的聚苯胺在丙烯酸酯预乳液中的分散性最好,硫酸和醋酸掺杂的聚苯胺次之,草酸掺杂的聚苯胺在丙烯酸酯预乳液中的分散性比较差,磷酸掺杂的聚苯胺分散性最差。参考纯丙烯酸酯乳液聚合条件,采用分步乳液聚合工艺,原位聚合得到了聚苯胺-聚丙烯酸酯共聚物。共聚物为交织的纤维形貌,说明丙烯酸酯以聚苯胺纳米纤维表面作为反应场所发生原位聚合并覆盖在纳米纤维表面。差示扫描量热分析（DSC）、热失重（TGA）测试和盐雾实验研究表明共聚物具有良好的成膜性能,优越的耐高温性以及不错的耐盐雾性能。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 聚苯胺简介
• 1.3 聚苯胺纳米结构的制备与研究
• 1.3.1 聚苯胺纳米结构制备的国内外研究进展
• 1.3.2 聚苯胺纳米纤维的简单合成
• 1.4 聚苯胺应用的复合/混合方法
• 1.5 乳液聚合
• 1.6 聚苯胺保护涂层的防腐蚀机理
• 1.7 本论文的研究意义和内容
• 1.7.1 研究意义
• 1.7.2 研究内容
• 第二章 聚苯胺-环氧树脂复合涂层耐盐雾性能研究
• 2.1 实验部分
• 2.1.1 试剂
• 2.1.2 仪器
• 2.1.3 聚苯胺-环氧树脂共混涂料的制备
• 2.1.4 盐雾试验
• 2.2 聚苯胺对环氧树脂涂层成膜性能的影响
• 2.3 聚苯胺对环氧涂层耐盐雾性能的影响
• 2.4 涂层失效机理分析
• 2.5 本章小结
• 第三章 聚苯胺-环氧树脂复合涂层防腐蚀性能电化学研究
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 试剂
• 3.1.2 仪器
• 3.1.3 工作电极的制备
• 3.1.4 电化学测试
• 3.2 聚苯胺用量对环氧树脂涂层耐腐蚀性能的影响
• 3.3 不同聚苯胺对环氧树脂涂层耐腐蚀性能的影响
• 3.3.1 盐酸掺杂的聚苯胺对环氧树脂涂层防腐性能的影响
• 3.3.2 硫酸掺杂的聚苯胺对环氧树脂涂层防腐性能的影响
• 3.3.3 磷酸掺杂的聚苯胺对环氧树脂涂层防腐性能的影响
• 3.3.4 草酸掺杂的聚苯胺对环氧树脂涂层防腐性能的影响
• 3.3.5 醋酸掺杂的聚苯胺对环氧树脂涂层防腐性能的影响
• 3.3.6 丙烯酸掺杂的聚苯胺对环氧树脂涂层防腐性能的影响
• 3.3.7 解掺杂态聚苯胺对环氧树脂涂层防腐性能的影响
• 3.4 聚苯胺-环氧树脂共混涂层的耐久性
• 3.5 本章小结
• 第四章 聚苯胺在丙烯酸酯预乳液中的分散稳定性
• 4.1 实验部分
• 4.1.1 试剂
• 4.1.2 仪器
• 4.1.3 丙烯酸酯聚合物乳液的制备
• 4.1.4 聚苯胺-丙烯酸酯预乳液的制备
• 4.1.5 转化率的测定
• 4.1.6 凝胶率的测定
• 4.1.7 分散稳定性观察
• 4.2 丙烯酸酯乳液聚合影响因素
• 4.2.1 预乳化时水油比的确定
• 4.2.2 预乳化时间的确定
• 4.2.3 乳化剂的选择及乳化剂配比的确定
• 4.2.4 乳化剂用量的影响
• 4.2.5 引发剂的选择及用量的影响
• 4.2.6 活性物含量的影响
• 4.2.7 MMA:BA的确定
• 4.2.8 正交试验优化聚合工艺条件
• 4.3 聚苯胺在丙烯酸酯预乳液中的分散稳定性
• 4.3.1 盐酸掺杂的聚苯胺在丙烯酸酯预乳液中的分散稳定性
• 4.3.2 硫酸掺杂的聚苯胺在丙烯酸酯预乳液中的分散稳定性
• 4.3.3 磷酸掺杂的聚苯胺在丙烯酸酯预乳液中的分散稳定性
• 4.3.4 草酸掺杂的聚苯胺在丙烯酸酯预乳液中的分散稳定性
• 4.3.5 醋酸掺杂的聚苯胺在丙烯酸酯预乳液中的分散稳定性
• 4.3.6 丙烯酸掺杂的聚苯胺在丙烯酸酯预乳液中的分散稳定性
• 4.3.7 不同酸掺杂的聚苯胺在丙烯酸酯预乳液中的分散稳定性对比
• 4.4 本章小结
• 第五章 聚苯胺-聚丙烯酸酯共聚物的制备及其性能研究
• 5.1 实验部分
• 5.1.1 试剂
• 5.1.2 仪器
• 5.1.3 聚苯胺-聚丙烯酸酯共聚物及其乳胶膜的制备
• 5.1.4 表征
• 5.2 聚合过程稳定性研究
• 5.2.1 引发剂用量的确定
• 5.2.2 反应时间的确定
• 5.2.3 搅拌速率的确定
• 5.2.4 乳液稳定理论简介
• 5.3 共聚物微观形貌分析
• 5.4 共聚物膜性能研究
• 5.4.1 共聚物膜表面形貌
• 5.4.2 共聚物膜热性能研究
• 5.4.3 共聚物膜耐盐雾性能
• 5.5 本章小结
• 第六章 结论、创新及展望
• 6.1 结论
• 6.2 创新点
• 6.3 展望
• 参考文献
• 攻读博士期间发表文章
• 致谢