聚苯胺原位聚合改性氧化石墨烯制备复合涂层及其耐腐蚀性能研究
2021-12-09李凤英鞠鹏飞陈磊吉利周惠娣陈建敏
表面技术 2021年11期
李凤英,鞠鹏飞,陈磊,吉利,周惠娣,陈建敏
(1.中国科学院兰州化学物理研究所 先进润滑与防护材料研究发展中心,兰州 730000;2.中国科学院大学 材料与光电研究中心,北京 100049;3.上海航天设备制造总厂有限公司,上海 200245)
聚苯胺(PANI)因其具有无毒、易合成、高导电性、耐化学性以及氧化还原掺杂特性等独特的物理化学性质,而受到广泛关注[1-3]。在防腐蚀领域,PANI涂层不仅能在金属表面形成具有屏蔽作用的保护层,同时也能抑制金属与腐蚀介质间的电化学反应[4-5]。PANI 分子链中存在高度共轭的孤对π 电子,能够与金属中空的d 轨道形成配位键,使得PANI 涂层吸附到金属表面。同时,C—H、C—N 等非极性化学键能够在金属表面形成有力的疏水层,因此,PANI 涂层能够对金属起到较好的防护作用[6-7]。除此之外,由于PANI 的还原电位高于金属的氧化电位,其作为一种中介物质与金属反应以及与氧的可逆氧化还原反应,切断金属与氧的联系,在金属表面形成致密氧化膜,钝化金属,从而起到防腐的作用[8]。目前,对于PANI 耐腐蚀性的研究还主要集中在将其作为有机聚合物涂层的增强相填料,但有机聚合物的引入会造成复合涂层离子传输能力下降,因此其在一些对耐腐蚀性能要求较高、表面接触电阻要求较小的环境(如燃料电池金属双极板、电极材料以及导电涂料等领域)中的应用受到极大限制[9-10]。聚苯胺涂层因其结合了金属的电子特性和聚合物的工程性能,在这些领域受到广泛关注。但是其存在非致密的形态结构,同时与金属表面的附着力较差,这些缺陷严重损害了PANI涂层的耐腐蚀性能[11]。……
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