PANI-无机纳米复合材料的制备及其在环氧涂料中的防腐作用研究

发布时间：2022-10-21 12:32

　　金属腐蚀广泛存在于日常生活与工业生产中,因腐蚀导致的直接经济和资源损失巨大,表面有机防腐涂层是应用最为广泛的金属防腐方法。聚苯胺（PANI）是一种重要的导电聚合物,原料价廉易得,合成方法简单。聚苯胺涂层在电化学腐蚀过程中能通过可逆氧化还原状态之间快速得失电子促使金属表面形成致密氧化膜（Fe₂O₃）实现对基材的化学保护而成为防腐涂料领域的研究热点。然而,聚苯胺力学性能不足,分散性和溶解性差,限制了其在涂料领域的工业运用。为此,本论文将聚苯胺与无机功能纳米材料复合,制备了分散性良好的聚苯胺-氮化钛（PANI-TiN）和聚苯胺-磷酸锆（PANI-ZrP）有机无机复合物。研究了两种复合物对涂料防腐性能的影响及防腐机理。本论文开展如下几个方面的研究:（1）采用化学氧化聚合法制备PANI和不同质量比的PANI-TiN复合物。通过扫描电镜（SEM）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、拉曼光谱（Raman）、X-射线光电子能谱（XPS）和四探针测试仪等表征了PAN-TiN复合物的化学结构、表面形貌、分散性和导电性。结果表明,氮化钛均匀存在于聚苯胺表面,能有效... 

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 .引言
    1.2 .防腐涂料
        1.2.1 .防腐涂料分类
        1.2.2 .防腐涂料的特性
        1.2.3 .防腐涂料的运用领域
    1.3 .聚苯胺
        1.3.1 .聚苯胺的结构特征
        1.3.2 .聚苯胺的制备方法
        1.3.3 .聚苯胺的改性
    1.4 .氮化钛
        1.4.1 .氮化钛的性质
        1.4.2 .氮化钛涂层的制备方法
    1.5 .α-磷酸锆
        1.5.1 . α-磷酸锆的制备方法
        1.5.2 .磷酸锆在涂料中的运用
    1.6 .课题的研究意义、研究内容和创新点
        1.6.1 .研究目的和意义
        1.6.2 .研究内容
        1.6.3 .创新点
第二章 实验原料仪器与表征方法
    2.1 .实验原料与实验仪器
        2.1.1 .实验原料
        2.1.2 .实验仪器
    2.2 .表征方法
        2.2.1 .产物的物化性能表征
        2.2.2 .涂层基本物理性能表征
        2.2.3 .涂层防腐性能表征
第三章 聚苯胺-氮化钛(PANI-TiN)的制备及其在环氧涂料中防腐性能的研究
    3.1 .引言
    3.2 .PANI及 PANI-TiN复合物的制备
    3.3 .PANI/环氧涂层的制备
    3.4 .PANI-TiN/环氧涂膜的制备
    3.5 .结果与表征
        3.5.1 .复合物形貌分析(SEM)
        3.5.2 .复合物结构分析(FT-IR/Raman)
        3.5.3 .复合物组分分析(XPS)
        3.5.4 .复合物导电性分析
        3.5.5 .复合涂层断面形貌分析(SEM)
        3.5.6 .复合涂层附着力测试
        3.5.7 .复合涂层硬度测试
        3.5.8 .PANI涂层防腐性能评价
        3.5.9 .复合涂层防腐性能评价(EIS/LSV)
        3.5.10 .复合涂层防腐机理探究(XRD/XPS)
    3.6 .本章小结
第四章 聚苯胺-磷酸锆(PANI-ZrP)的制备及其在环氧涂料中防腐性能的研究
    4.1 .引言
    4.2 .磷酸锆(α-ZrP)的制备
    4.3 .PANI-ZrP复合物的制备
    4.4 .PANI-ZrP/环氧涂膜的制备
    4.5 .磷酸锆改性聚苯胺的实验现象与实验分析
    4.6 .结果与表征
        4.6.1 . α-Zr P形貌分析(SEM)
        4.6.2 .复合物形貌分析(SEM)
        4.6.3 .复合物导电性测试
        4.6.4 .复合物结构分析(FT-IR/XRD)
        4.6.5 .复合涂层断面形貌分析(SEM)
        4.6.6 .复合涂层附着力测试
        4.6.7 .复合涂层硬度测试
        4.6.8 .复合涂层吸水性测试
        4.6.9 .复合涂层防腐性能评价(EIS/LSV)
        4.6.10 .复合涂层防腐机理探究(XRD)
    4.7 本章小结
总结与展望
参考文献
附件
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件


【参考文献】：
期刊论文
[1]海洋防腐涂料的研究现状及发展方向[J]. 文玉良,刘重强,卢志敏,符夏颖.  山东化工. 2018(12)
[2]海洋工程装备重防腐涂料的应用研究[J]. 吴平平,陈峰.  机电工程技术. 2018(04)
[3]水性/高固含/无溶剂工业防腐涂料产品全生命周期的环保分析[J]. 荆夕庆,武春梅,李永,王玉杰,危春阳.  涂料工业. 2018(01)
[4]涂料科学和技术的发展趋势和前景[J]. 朱东,钱伯容.  涂料工业. 2017(11)
[5]氟碳涂料在防腐领域的研发现状和发展趋势[J]. 房亚楠,秦立光,赵文杰,白琴,张昕,乌学东.  中国腐蚀与防护学报. 2016(02)
[6]pH值对Q235钢在模拟土壤中腐蚀行为的影响[J]. 黄涛,陈小平,王向东,米丰毅,刘芮,李向阳.  中国腐蚀与防护学报. 2016(01)
[7]高性能防腐涂料的品种与市场[J]. 王晨.  精细与专用化学品. 2015(11)
[8]TiN/聚苯胺复合膜的制备及其导电性能探讨[J]. 徐斌.  四川化工. 2013(05)

博士论文
[1]导电聚苯胺纳米复合材料的制备、性能及其应用研究[D]. 陈飞.兰州大学 2014

硕士论文
[1]呋喃改性有机硅树脂复合涂层的制备及性能研究[D]. 张磊.中北大学 2018
[2]石墨烯/聚苯胺纳米复合材料及其在防腐涂料中的应用[D]. 蔡文曦.华南理工大学 2016
[3]形貌可控氮化钛的合成及光解水产氢性能研究[D]. 张鹏.上海师范大学 2012



本文编号：3695647