咪唑啉型缓蚀剂的合成及其对PANI合成与防腐的影响研究

论文摘要

传统涂料由于含有铅或铬酸盐等有毒物质,在制备和应用过程中存在环境污染的危险。因此,开发新型的高耐蚀涂层材料及其绿色制备技术成为金属腐蚀与防护领域所追求的目标之一。聚苯胺(PANI)以其成本低,合成简单,高化学稳定性和环境稳定性,可在绝缘体转变为导体之间转换(通过质子酸掺杂/脱掺杂)等性能,成为近年来国内外学者研究的焦点。研究结果表明,PANI是一种性能优良的防腐材料,其氧化性能够氧化钢铁表面形成钝化层,其中的掺杂剂能够释放出来作为缓蚀剂或形成致密钝化膜的辅助试剂,代替传统涂料中的铅或铬酸盐等有毒物质。PANI独特的纳米形貌的研究和应用也是近几年来的研究热点,其不同形貌的控制制备不仅对控制PANI的性质与应用有重要意义,对控制其他材料的控制制备也有指导作用。利用表面活性剂在不同浓度下形成不同形状的胶束作为模板制备纳米材料是当今材料控制制备领域的研究热点问题。咪唑啉类衍生物是一类阳离子表面活性剂,在酸性条件下也是一种性能优良的缓蚀剂。本文首次研究了咪唑啉类表面活性剂对PANI的纳米形貌的影响,考查了苯胺单体浓度,反应温度,酸度,咪唑啉的临界胶束浓度等一系列因素对PANI纳米结构的影响。成功合成了PANI纳米线,对PANI纳米线的形成机理进行了探讨。按照一定配方制得PANI/环氧树脂涂料。利用开路电位时效法、动电位扫描Tafel极化曲线、交流阻抗等电化学方法,考查了涂料在碳钢表面的防腐性能(3.5%NaCl溶液)。实验结果表明,该涂料具有优异的防腐性能。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 咪唑啉型缓蚀剂的简介
• 1.1.1 缓蚀剂的定义
• 1.1.2 咪唑啉缓蚀剂
• 1.1.3 咪唑啉及其衍生物的合成
• 1.1.4 缓蚀剂防腐性能的评价方法
• 1.2 导电聚合物的简介
• 1.2.1 导电聚合物的研究历史
• 1.2.2 PANI 的研究简介
• 1.2.3 PANI 的结构
• 1.2.4 PANI 的特性
• 1.2.5 PANI 的微/纳米结构合成
• 1.3 PANI 在防腐方面的应用
• 1.3.1 PANI 的防腐机理
• 1.3.2 PANI 作为防腐涂料
• 1.4 本课题的提出和主要工作内容
• 第二章 咪唑啉的合成及其对PANI 合成的影响
• 2.1 实验仪器与药品
• 2.2 咪唑啉中间体的合成
• 2.2.1 反应原理
• 2.2.2 咪唑啉中间体的合成
• 2.2.3 咪唑啉季铵盐的制备
• 2.2.4 咪唑啉季铵盐的纯化
• 2.3 聚苯胺纳米形貌的合成
• 2.4 结果与讨论
• 2.4.1 咪唑啉缓释剂的防腐性能测试
• 2.4.2 咪唑啉的表征
• 2.4.3 咪唑啉浓度对PANI 形貌的影响
• 2.4.4 低温对PANI 形貌的影响
• 2.4.5 酸度对PANI 形貌的影响
• 2.4.6 苯胺单体浓度对PANI 形貌的影响
• 2.5 PANI 纳米线生成机理的探讨
• 第三章 PANI-环氧树脂涂料的制备及防腐性能研究
• 3.1 PANI 涂料的制备
• 3.2 实验部分
• 3.3 PANI 环氧涂料的制备与表征
• 3.3.1 钢板的预处理
• 3.3.2 PANI 涂料的制备
• 3.3.3 防腐性能的测试
• 3.4 结果与讨论
• 3.4.1 腐蚀电位的测定
• 3.4.2 交流阻抗的测定
• 3.4.2.1 不同涂层条件下碳钢的交流阻抗的测定
• 3.4.2.2 不同浸泡时间条件下碳钢的交流阻抗的测定
• 3.4.2.3 不同涂层厚度条件下碳钢的交流阻抗的测定
• 3.4.2.4 不同PANI 含量条件下碳钢的交流阻抗的测定
• 3.4.3 纳米结构PANI 膜对碳钢的防腐机理探讨
• 本章小结
• 第四章 结论与展望
• 4.1 结论
• 4.2 展望
• 参考文献
• 致谢