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新型聚苯胺涂层的制备及其涂覆体系的电化学阻抗谱研究

作　者: 夏大海
导　师: 高志明
学　校: 天津大学
专　业: 材料学
关键词: 聚苯胺 涂层 电化学阻抗谱 水传输行为
分类号: TQ630
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 178次
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内容摘要


腐蚀是影响国民经济建设的重要因素,严重的腐蚀甚至造成重大破坏事故。涂料是保护和装饰物体表面的一种材料。聚苯胺涂料作为新型的涂料,它与普通的防腐涂料相比,具有对环境无污染、抗点蚀,抗刻划能力强、良好的稳定性、成本低、化学和热稳定性良好、可逆的电化学活性等优点。本文制得本征态和几种典型的掺杂态聚苯胺,并利用电化学阻抗谱技术评价聚苯胺涂层的耐腐蚀性能,主要研究成果如下:采用了常规化学氧化法和直接混合反应法制得了本征态和几种典型的掺杂态聚苯胺。并用扫描电镜进行了形貌观察,利用红外光谱进行了结构表征。结果表明:两种合成方法所制备的本征态聚苯胺基本上都为球状颗粒;直接混合反应法制备的聚苯胺含有少量的棒状纤维,其中十二烷基苯磺酸掺杂的聚苯胺中含有大量棒状纤维。两种方法制备的聚苯胺红外光谱具有相同的特征峰。制备了几种典型聚苯胺涂层体系,并用EIS技术评价了其耐蚀性能,并分析了几种典型聚苯胺涂层在3.5%NaCl溶液浸泡过程中的电化学阻抗谱特征,研究了H2O在聚苯胺涂层中的传输行为。结果表明:聚苯胺的掺杂状态对聚苯胺涂覆体系的耐蚀性能有很大影响,这种耐蚀性能的差异与聚苯胺的结构有关,在与环氧树脂复合的情况下,扩散系数小,表明聚苯胺纤维状结构不利于水的扩散。起始阶段H2O在聚苯胺涂层中的传输过程近似满足线性扩散,之后扩散特征随聚苯胺结构不同而产生差异。其中十二烷基苯磺酸掺杂的聚苯胺涂层性能最好。研究了不同含量十二烷基苯磺酸掺杂的聚苯胺的含量对涂层的耐蚀性优劣的影响,电化学阻抗谱分析表明其优劣顺序为:5%>1%>0.1%>10%>15%,建议涂料中DBSA-PANI的含量为5%。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章 绪论  8-27
  1.1 引言  8-9
  1.2 防腐蚀涂料概述  9-13
    1.2.1 防腐涂料及其防护机制  9-10
    1.2.2 影响涂料防腐性能的因素  10
    1.2.3 涂层下金属基体的腐蚀  10-11
    1.2.4 研究有机涂层的腐蚀电化学研究方法  11-13
  1.3 聚苯胺与防腐涂料  13-19
    1.3.1 导电聚合物  13-14
    1.3.2 聚苯胺的结构  14-15
    1.3.3 聚苯胺的合成  15-16
    1.3.4 聚苯胺的性质  16
    1.3.5 聚苯胺的应用  16-19
    1.3.6 聚苯胺防腐机理  19
  1.4 有机涂层技术研究现状  19-20
  1.5 EIS 评价有机涂层耐蚀性能研究现状  20-25
    1.5.1 数据处理的目的与途径  22
    1.5.2 等效电路模型的数据处理方法  22-25
  1.6 本文研究内容和思路  25-27
第二章 本征态和掺杂态聚苯胺的制备  27-38
  2.1 引言  27
  2.2 本征态和掺杂态聚苯胺的制备思路  27-28
  2.3 本征态和掺杂态聚苯胺的制备  28-37
    2.3.1 制备方法  28-31
    2.3.2 直接混合反应法与常规化学氧化法制备工艺的比较  31
    2.3.3 本征态和掺杂态聚苯胺的表征  31-37
  2.4 本章小结  37-38
第三章 聚苯胺涂覆体系的制备与EIS 测试  38-47
  3.1 引言  38
  3.2 几种典型聚苯胺涂层的制备  38-44
    3.2.1 聚苯胺涂层的制备工艺  38-42
    3.2.2 聚苯胺涂覆体系的制备  42-44
  3.3 电化学阻抗谱测试技术  44-45
    3.3.1 EIS 测试系统  44
    3.3.2 EIS 测试方法  44-45
  3.4 本章小结  45-47
第四章 EIS 评价几种典型聚苯胺涂覆体系的耐蚀性能  47-59
  4.1 引言  47
  4.2 EIS 评价几种聚苯胺涂层的耐蚀性能  47-57
    4.2.1 几种典型聚苯胺涂层耐蚀性能的比较  47-50
    4.2.2 聚苯胺涂层腐蚀过程中的电化学阻抗谱特征  50-52
    4.2.3 水在聚苯胺涂层中的传输行为  52-57
  4.3 本章小结  57-59
第五章 十二烷基苯磺酸掺杂聚苯胺涂覆体系的耐蚀性能研究  59-66
  5.1 引言  59
  5.2 EIS 评价DBSA 掺杂聚苯胺涂覆体系的耐蚀性能  59-64
    5.2.1 不同含量聚苯胺涂层耐蚀性能的比较  59-61
    5.2.2 聚苯胺涂层腐蚀过程中的电化学阻抗谱特征  61-63
    5.2.3 水在DBSA-PANI 涂层中的传输行为  63-64
  5.3 本章小结  64-66
第六章 结论与展望  66-69
  6.1 主要结论  66-68
  6.2 创新点及意义  68-69
参考文献  69-74
硕士期间发表论文和科研情况说明  74-75
致谢  75

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 涂料工业 > 一般性问题
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