聚苯胺防腐涂料的研究进展

聚苯胺的应用一、聚苯胺可用作防腐蚀涂料德国科学家成功研制出一种基本上完全不怕生锈和腐蚀的塑胶涂料，这意味着日后要制造寿命过百年的汽车、游艇和大桥，将不再是天方夜谭。

研究人员发现，在金属表面涂上聚苯胺涂料之后，能够有效阻止空气、水和盐分发挥作用，遏止金属生锈和腐蚀。

这种塑胶涂料成本低，用法简便，而且不会破坏环境。

简单而言，锈蚀是由金属原子与氧气结合而成，并会削弱金属的结构。

为此人们一般会在金属表面涂上漆油或镀上锌层，以减慢金属氧化成锈的过程。

不过，漆油和锌层的耐用程度却有限。

相对于漆油和锌，聚苯胺的功能大相径庭。

它不是用作屏障，而是充当催化剂，以干扰金属氧化成锈这个化学反应。

聚苯胺先从金属吸取电子，然后将之传到氧气中。

这两个步骤会形成一层纯氧化物以阻止锈蚀。

在实验室的环境下，用聚苯胺制造出一种「永久耐用的有机金属」，其防锈能力较锌强一万倍。

在实地测试方面，聚苯胺的防锈效能则下降至介乎锌的三至十倍，这已是很大的进步，并且还有更大的潜力提升性能。

纳米聚苯胺还可以制成聚苯胺/环氧共混体系、聚苯胺/聚氨酯共混体系、聚苯胺/聚酰亚胺共混体系、聚苯胺/苯乙烯丙烯酸共聚物（SAA）共混体系以及聚苯胺/聚丁基异丁酸酯共混体系等，这些共混物可用于各种场合的表面保护。

这种聚合物涂层优胜于锌之处，还在于其本身不属于重金属，因此对食物链和人体健康的影响较小，而且较锌便宜，更可用于几乎所有金属表面。

目前，日本、韩国、意大利、德国和法国等欧亚国家，都已开始采用聚苯胺。

二、聚苯胺可用作抗静电和电磁屏蔽材料由于它具有良好的导电性，且与其它高聚物的亲合性优于碳黑或金属粉，可以作为添加剂与塑料、橡胶、纤维结合，制备出抗静电材料及电磁屏蔽材料(如用于手机外壳以及微波炉外层防辐射涂料、和军用隐形材料等)。

三、聚苯胺可用作二次电池的电极材料高纯度纳米聚苯胺具有良好的氧化还原可逆性，可以作为二次电池的电极材料。

四、聚苯胺可用作选择电极纳米聚苯胺对于某些离子和气体具有选择性识别和透过率，因此可作为离子或气体选择电极。

酸掺杂聚苯胺及其防腐涂料的研究2018/4/19/8:57 来源：涂料与涂装资讯网邵亮1，冯辉霞1，邱建辉2，张国宏1，赵阳 1 ，王毅1，张建强 1(1. 兰州理工大学石油化工学院，兰州730050 ； 2. 日本秋田县立大学系统科学技术学部，日本秋田015-0055>慧聪涂料网讯：摘要：介绍了聚苯胺的结构、导电机理和酸掺杂过程，综述了近年来国内外在酸掺杂聚苯胺研究方面的进展。

着重讨论了聚苯胺防腐涂料的制备方法、检测方法以及聚苯胺防腐涂料的应用和前景展望。

关键词：聚苯胺；酸掺杂；防腐涂料0. 引言导电高分子材料具有的室温电导率可在绝缘体- 半导体-金属态范围内(10-9〜10-5S/Cm>变化，这使其可用于电磁屏蔽、防静电、分子导线等领域。

聚苯胺(PANI>的电导率较高，电化学及光学性质良好，环境稳定性好，是一个综合性能优良的导电高分子材料。

虽然本征态聚苯胺的电导率很低，但通过质子酸掺杂后，其电导率可大大提高。

本文将从聚苯胺的结构、导电机理和酸掺杂过程，综述酸掺杂聚苯胺的研究，并着重讨论聚苯胺在防腐涂料领域的应用。

1.聚苯胺的结构1910年Green,等[1]基于对苯胺基本氧化产物的元素分析和定量的氧化还原反应，提出了直接合成的苯胺八偶体的碱式结构为Emeraldine 形式和苯胺的 5 种结构形式，分别命名为LeuCoeerald-inebase(LEB> 、Eme-raldinebase(EB> 、Pen-igranilinebase(PNB> 、Protoemeraldine 和Nigraniline 。

现已公认的聚苯胺(PANI>的结构式如式1所示(y为摩尔分数，n 为聚合度>，是1987年由MaCDiarmid[2] 提出的：即结构式中含有“苯-苯”连续的还原形式和含有“苯-醌”交替的氧化形式，其中y值表征PANI的氧化还原程度、不同的结构、组分和颜色及导电率。

For personal use only in study andresearch; not for commercial use聚苯胺及其应用摘要：本文综述了聚苯胺的合成、掺杂，以及聚苯胺在涂料、功能材料等方面的应用。

1 聚苯胺的简介1.1 聚苯胺的结构早在1862年，HLethely就报道了聚苯胺（PANI），但直到20世纪70年代后期人们才对聚苯胺进行了深入的研究。

聚苯胺可以很容易地用苯胺以化学或电化学方法合成,苯胺单体在酸性条件下化学氧化,或在酸性溶液中进行电化学氧化,即可获得聚苯胺。

但由于聚合产物不溶不熔，因而究竟发生了什么聚合反应,聚合产物是什么结构,当时人们是不清楚的。

1984年，被美国宾夕法尼亚大学的化学家MacDiarmid提出聚苯胺的分子结构模型，得到了大多数学者的认同,如下图所示。

聚苯胺由还原单元苯二胺和氧化单元醌二亚胺两部分组成，并且根据其氧化还原程度(0≤y≤1)，可以分为全还原态(y=l，简称LEB)，全氧化态(y=0，简称PNB)，以及中间氧化态(也称为本征态，y=0.5，简称EB)。

全还原态(y=l)和全氧化态(y=0)都为绝缘态，在0<y<1的任一状态都能通过质子酸掺杂，从绝缘体变为导体，且当y=0.5时，其电导率最大。

目前关于聚苯胺的研究大都集中在它的中间氧化态(EB)。

这不仅因为该态稳定，而且它能通过质子酸掺杂(如盐酸等)，使其由绝缘体转变为导体。

1.2 聚苯胺的制备方法聚苯胺的制备方法有两种，一种是电化学合成法，另一种是化学氧化合成法。

1.2.1 电化学合成法电化学法制备聚苯胺是在含苯胺的电解质溶液中，选择适当的电化学条件，使苯胺在阳极上发生氧化聚合反应，生成粘附于电极表面的聚苯胺薄膜或是沉积在电极表面的聚苯胺粉末。

聚苯胺的电化学聚合方法有动电位扫描法、恒电流聚合、恒电位法以及脉冲极化法。

影响聚苯胺的电化学法合成的因素有：电解质溶液的酸度、溶液中阴离子种类、苯胺单体的浓度、电极材料、聚合反应温度等。

《聚磷酸铵及聚苯胺在环氧涂层中的缓蚀机理研究》一、引言在保护金属免受腐蚀的领域中，涂料因其方便性和成本效益而被广泛使用。

尤其是环氧涂层，因其良好的附着力和耐化学腐蚀性，被广泛应用于各种工业环境中。

然而，即使如此，涂层仍然不能完全避免环境中的腐蚀问题。

因此，通过添加具有缓蚀效果的添加剂来提高涂层的防腐蚀性能成为了一种常见的做法。

本文重点探讨了聚磷酸铵（APP）和聚苯胺（PANI）这两种添加剂在环氧涂层中的缓蚀机理。

二、聚磷酸铵（APP）的缓蚀机理聚磷酸铵（APP）是一种具有优良性能的防腐剂，它具有强大的离子交换能力和对金属表面的保护作用。

在环氧涂层中，APP的缓蚀机理主要体现在以下几个方面：首先，APP的离子交换能力可以有效地中和金属表面的腐蚀性离子，如氯离子等。

这可以降低金属表面的电位差，从而减少电化学腐蚀的发生。

其次，APP能够在金属表面形成一层致密的保护膜，这层膜能够阻挡外界腐蚀介质如水、氧气等的渗透，从而防止了金属的进一步腐蚀。

三、聚苯胺（PANI）的缓蚀机理聚苯胺（PANI）是一种具有良好导电性和稳定性的有机高分子材料，它也被广泛应用于涂料防腐领域。

在环氧涂层中，PANI 的缓蚀机理主要包括以下几点：首先，PANI可以提供一种保护层覆盖在金属表面，这个保护层具有良好的阻隔性，可以有效防止水、氧气等腐蚀性介质接触到金属表面。

其次，由于PANI具有优秀的导电性，它可以在一定程度上中和掉因摩擦等原因在金属表面产生的静电荷。

这种中和效应可以有效防止由于静电而导致的腐蚀问题。

此外，PANI还具有氧化还原反应的能力，可以在金属表面形成一层稳定的氧化膜，进一步增强涂层的防腐蚀性能。

四、聚磷酸铵和聚苯胺在环氧涂层中的协同作用在实际应用中，将聚磷酸铵和聚苯胺同时添加到环氧涂层中，二者之间会产生协同效应。

这种协同作用主要表现在：两者在涂层中形成了复合的防腐蚀屏障，不仅可以提供更好的物理阻挡效果，还可以通过离子交换和氧化还原反应等化学作用进一步增强涂层的防腐蚀性能。

聚苯胺防腐性能及应用研究王东红1，刘利文1,2（1. 中国电子科技集团公司第三十三研究所，太原，0300062. 太原科技大学材料科学与工程学院，太原，030024）摘要：在诸多导电聚合物中，聚苯胺因其广泛的应用特别是在金属防腐方面的使用引起广大学者的特别关注。

本文主要针对聚苯胺涂层的相关制备方法、防腐机理及应用进行论述，并根据目前的研究现状，提出今后聚苯胺的主要研究方向。

关键词：聚苯胺；防腐机理；制备方法Research on the anti-corrosion performance and application ofpolyanilineWang Donghong1，Liu Liwen1,2（1. 33th Institute of China Electronics Technology Group Corporation, Taiyuan, 0300062. Taiyuan University of Science and Technology，Taiyuan，030024）Abstract: Among the conducting polymers, polyaniline(PANI) has been of particular interest for many investigators because of a very active application area，especially its possible use as anticorrosive coating for metal. In this view, it is mainly introduced the preparation methods、anticorrosion mechanism and applications of polyaniline coating. According to the recent research on PANI, its main research directions are put forward.Key words: polyaniline; anticorrosion mechanism; prepartion methods1. 引言金属材料受周围环境的作用很容易发生腐蚀，在其界面上发生化学或是电化学多相反应，使金属转为氧化态或是离子态，显著降低金属材料的力学性能。

防腐涂料的研究与进展杜新胜1于晓灵2杨威洁1薛小妮3（1.中国石油兰州石化公司研究院 730060；2.中国石油兰州石化公司 730060；3.兰州市商业学校 730050）摘 要：综述了防腐涂料的主要特性及分类、应用和发展方向，重点介绍了聚氨酯防腐涂料、环氧树脂防腐涂料、富锌树脂防腐涂料、鳞片树脂防腐涂料、高固体分防腐涂料、水性防腐涂料及聚苯胺防腐涂料。

关键词：防腐涂料；分类；应用；发展中图分类号：TQ 630.7 文献标识码：A 文章编号：1009-1696（2009）07-0026-040 引言金属腐蚀会造成巨大损失，但无论现在乃至将来，金属材料都以其优良的机械和工艺性能在材料领域占据重要地位，因此研究金属的腐蚀防护方法以控制金属的腐蚀，减少腐蚀造成的损失，对国民经济发展具有重要意义。

其中最常用的方法就是在金属表面涂覆防腐涂层，以隔绝腐蚀介质与金属基体接触。

随着建筑、交通、石化、电力等行业的发展，防腐涂料的市场规模已经仅次于建筑涂料而位居第二位，据估计2020年将突破100万t大关，这些领域对防腐涂料的品种和性能提出了更高的要求。

1 防腐涂料的分类1.1 聚氨酯防腐涂料聚氨酯涂料是以聚氨酯树脂为基料，以颜料、填料等为辅助材料的涂料。

其对各种施工环境和对象的适应性较强，可以在低温下固化，也可以在潮湿环境和底材上施工。

这类涂料有单组分湿固化聚氨酯涂料，以及聚酯、聚醚、环氧树脂和丙烯酸树脂双组分聚氨酯涂料。

王永伟等人以聚氨酯为基体，添加聚四氟乙烯、氧化铁、钛白粉等填料，研制出一种双组分常温固化涂料。

通过正交试验和极差分析得出最佳配方：当聚氨酯的用量为10 g、聚四氟乙烯为4 g、钛白粉为0.5 g、氧化铁为 0.5 g时，涂层综合性能最佳，即涂层的附着力为0级，硬度为3H，磨耗量为0.018 g。

1.2 环氧树脂防腐涂料环氧树脂分子结构的特点是大分子链上含有环氧基，由于原料的不同及生成环氧基方法的不同，会得到不同种类的环氧树脂。