超疏水性聚苯胺微／纳米结构的合成及防腐蚀性能

微／ 纳米 结构表现出最佳的防腐蚀性能 （ 叼＝９ ４ ． ７ ０ ％） ．
关键词 超疏水性 ； 聚苯胺微／ 纳米结构 ； 腐蚀与防护 ；浸润性
Ｏ ６ ３ １ 文献标志码 Ａ 中 图分 类 号
金 属腐蚀 的防护技 术 主要有 使用 耐腐 蚀材 料 、电化 学 保 护 、涂 层保 护 和缓蚀 剂 等 ．其 中涂层 保 护 是 一种 经济 有效 和最 普遍应 用 的方法 ¨ Ｊ ．目前 最有 效 的方 法是 用 含有 铬 酸盐 的涂 层 ， 但 是 铬 酸盐 具 有 高毒性 ， 对人 类健 康和 环境 构成 巨大威 胁 ， 最 终将 被禁 止使 用 ． ５ Ｊ ．超疏 水性 的导 电聚合 物无 毒 ， 环
并 在涂 覆层 上钻孔 露 出金属 表 面 ，发现 在质量 分数 ３ ． ５ ％的 Ｎ ａ Ｃ １ 溶 液 中仍 具有 一定 的保 护作 用 ， 显 然 导 电 聚合物 对金 属 的防腐效 果并 非简 单 的机械 屏蔽 作用 ．将 疏水 性 的导 电聚合物 作 为金 属表 面 防护 涂 层 的研究 较 少 ， 因此 结合疏 水 材料 的超疏 水性 能 和导 电聚合 物 的优 异 性能 ，将超 疏 水性 的导 电聚合 物
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２ ０ １ ３年 ８月
高 等 学 校 化 学 学 报
ＣＨＥ ＭＩ ＣＡＬ Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＣＨＩ ＮＥ Ｓ Ｅ ＵＮＩ ＶＥＲＳ Ｉ Ｔ Ｉ Ｅ Ｓ
Ｎｏ ． ８
１ ９ ９ ９ ～２ ０ Ｏ ４
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ７ ５ ０ ３ ／ ｃ ｊ ｃ ｕ ２ ０ １ ３ ０ ２ １ ４
超 疏 水 性 聚 苯 胺 微／ 纳 米 结 构 的 合 成 及 防 腐 蚀 性 能
邢 翠 娟 ，于 良民 ，张 志 明
（ 中国海洋大学 ， 海洋 化学 理论 与工程技术教育部重点实验室 ， 化学化工学 院 ， 青岛 ２ ６ ６ １ ０ ０ ） 摘要 以苯胺为单体 ，过硫酸铵为氧化剂 ， 通过 改变不 同的掺杂 剂 ， 采用“ 无模板 ” 法合 成 了具有 不 同浸 润
境友好 ， 将会取代含有铬酸盐的涂层． 超疏水材料 的迅速发展使其在腐蚀防护领域 的应用越来越多． Ｊ ｉ ａ等 在 铝合金 表 面制备 了具 有一 定耐 蚀性 能 的超疏水 表 面 ， 结 果表 明 ， 超 疏水 表面 提高 了铝合金 基 体 的耐蚀 性 能 ， 这 主要是 由于 超疏水 性 的表 面能有 效地 抑 制腐 蚀性 的物质 向 电极 表 面扩 散 ， 也 能抑 制 腐蚀产物向溶液中扩散．导电聚合物具有优越 ， 能有效促使 电极表面钝化．另外 ， Ｐ ｕ ｄ 等 将聚苯胺直接涂覆在铁 电极上 ，
Ａ ３碳钢 的防腐蚀 性 能 ，比较 了不 同浸 润聚苯 胺微／ 纳 米结构 对碳 钢表 面 的保护效 果 ．
１ 实验 部 分
１ ． １ 试 剂与 仪器
苯胺 （ Ａ ｎ ｉ ， 使 用前 减 压蒸 馏 ） 、 过 硫 酸铵 （ Ａ Ｐ Ｓ ） 、乙醇 和 乙醚 ， 北 京 化 工厂 ；间 甲酚 、乙酸 、十 二 酸、 全 氟辛 酸 和 Ⅳ－ 甲基 吡 咯烷酮 ，国药集 团化 学试 剂有 限公 司 ， 所有 试剂 均为分 析纯 ． 梅 特勒 托利 多称 重系统 有 限公 司 Ｓ Ｃ Ａ ２ １ ０电子 天平 ；Ｈ ｉ ｔ ａ ｃ ｈ ｉ 公司 Ｈ ｉ ｔ ａ ｃ ｈ ｉ ． ５ ３ ０场发射 扫描 电子显微 镜（ Ｓ Ｅ Ｍ） ；德 国 Ｂ ｒ ｕ ｋ ｅ ｒ 公司 Ｅ ｑ ｕ ｉ ｎ ｏ ｘ ５ ５型 傅 里 叶 红 外 光 谱 仪 （ Ｆ Ｔ Ｉ Ｒ） ，Ｋ Ｂ ｒ 压 片 ； 日本 Ｈ ｉ ｔ ａ ｃ ｈ ｉ 公 司
用 于金 属 的防护具 有 重要 意义 ．
本 文 以苯胺 为单体 ，过硫 酸铵 为氧化 剂 ， 通 过改 变不 同 的掺杂 剂 ， 采用“ 无模 板 ” 法 合成 了不 同浸
润性（ ３ ３ ． ９ 。一１ ５ ７ ． ８ 。 ） 的 聚苯 胺 微／ 纳米 结 构 ．研 究 了聚 苯胺 微／ 纳 米结 构 膜 在 ０ ． １ ｍｏ ｌ ／ Ｌ Ｈ Ｓ Ｏ 中对
性 的聚苯胺微／ 纳米结构 ， 并得到超疏水 聚苯胺微／ 纳米结构．采用红外 吸收光谱 、 紫外 一 可见 吸收光谱 、 ｘ射 线衍射及扫描 电镜对聚苯胺微／ 纳米结构及形 貌进行 了表征 ，测定 了聚苯胺 微／ 纳 米结构 的接触角 ，并通 过 Ｔ ａ ｌ ｅ １ 极化 曲线和 电化学交流阻抗研究 了不 同疏水性 的聚苯胺微／ 纳米结构在 ０ ． １ ｍｏ ｌ ／ Ｌ Ｈ Ｓ Ｏ 溶液中对碳 钢 的腐蚀防护作用 ，探讨了聚苯胺微／ 纳米结构 的表 面浸 润性对腐蚀 防护性能 的影响．研 究结果表 明 ， 随着 聚 苯胺微／ 纳米 结构疏水性的增强 ， 对碳钢 的腐蚀 防护作 用增 强 ，当掺杂剂为全 氟辛 酸时所制 备的超水 聚苯胺
Ｕ Ｖ ３ １ ０ ０ 型紫外一 可见吸收分光光度计 ；日 本理光 电机株式会 Ｄ ／ ｍ ａ ｘ － ２ ４ ０ ０ Ｘ射线衍射仪 ； 瑞士 Ｍ ｅ ｔ ｔ ｌ ｅ ｒ ．
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３ － ０ ３ － ０ ８ ．
基金项 目：国家 自然科学基金 （ 批准号 ： ５ ０ ９ ７ ３ ０ ９ ８） 、海洋公益性 行业科研 专项经 费（ 批准号 ： ２ ０ １ ０ ０ ５ ０ ２ ８ － ２ ） 和 国家科技支撑计 划 （ 批准号 ： ２ ０ １ ２ Ｂ ＡＢ １ ５ Ｂ ０ ２ ） 资助． 联系人简介 ：张志 明，女 ， 博士 ，教授 ， 博 士生导师 ，主要从事导 电聚合物微／ 纳米结构研究．Ｅ － ｍ ａ ｉ ｌ ：ｚ ｚ ｍｃ ｙ ｊ ＠Ｏ Ｕ Ｃ ． ｅ ｄ ｕ ． ｃ ａ