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复合氧化剂法制备聚苯胺乳液及其应用性能研究

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复合氧化剂法制备聚苯胺乳液及其应用性能研究


聚胺具有优异的防腐性能,对其防腐机理的研究也有了很大的进展,被看作是未来环保型涂料研究的热门,自从1895年DeBerry发现在不锈钢上电化学聚合的聚苯胺能够形成一层钝化膜后,对于聚苯胺防腐涂料的研究不断涌现。常规法制备的聚苯胺防腐涂料,一般采用将聚苯胺粉末与成膜物共混,但聚苯胺粉末的制备成本较高,工艺复杂且成本较高,虽然也有研究者报道过将聚苯胺乳液直接用于防腐涂料,但都是对无锈的基材进行的研究。

在苯胺聚合反应过程中,氧化剂引发苯胺聚合,质子酸掺杂使聚苯胺分子链发生氧化还原反应,使聚苯胺链伸展,使聚苯胺构象有利于电荷的离域。所以,氧化剂和质子酸的选择对提高聚苯胺的性能至关重要。目前报道的聚苯胺氧化剂种类较多,其中APS的使用最广泛,而对APS与其他物质复合组成氧化剂的复合效果少有报道。为了提高聚苯胺的综合性能,本文采取了APS与其他种类的氧化剂进行复合,优化制备聚苯胺的工艺参数,并将聚苯胺乳液直接添加入带锈涂料中取得了意想不到的防腐效果,相关技术已申请国家发明专利,此方法具有较大的使用价值和广阔的应用前景。

1 实验部分

1.1 实验原料与仪器

1.2 聚苯胺的制备

聚苯胺乳液的制备:取一定量的十二烷基苯磺酸(DBSA);蒸馏水;吐温-20及一定量的己二酸于三口烧瓶中,电动搅拌约30min后加入苯胺(An),再次搅拌30min后,依次加入聚乙烯醇(PVA)和一定量的乙醇,搅拌1h后加入一定量的氧化剂,温度控制在15-25℃,搅拌约7h后结束,得到墨绿色的聚苯胺乳液。

聚苯胺粉体的制备:取部分上述聚苯胺乳液,加入一定量的乙醇破乳,放置24h后抽滤,用去离子水和乙醇反复洗涤滤饼,至滤液澄清,将所得产品在 60 ℃下真空干燥 24 h,经研磨得到聚苯胺深绿色粉末,产物置于干燥器中保存。

1.3 聚苯胺带锈涂料的制备

取部分自制带锈涂料,加入一定量的聚苯胺乳液进行搅拌,即制得聚苯胺带锈涂料。

1.4 聚苯胺性能的测定

1.4.1 聚苯胺电导率的测定

取适量聚苯胺粉末,用压片机在15MPa压力下制成圆柱形薄片,用SZ-85数字式四探针电阻率测试仪测样品室温电导率。

1.4.2 聚苯胺产率的测定

以苯胺单体用量m

1

为基准,将制得的聚苯胺粉末质量m

2

,

产率=(m

2

/m

1

)×100%

1.4.3 聚苯胺粒径的测定

将制备的聚苯胺乳液稀释到固含在0.5% ~1%范围,采用ZS90型纳米粒度分析仪测定聚苯胺乳液的粒径分布。

1.4.4 聚苯胺电化学性能的测定

称取0.01g聚苯胺加入到乙醇中,超声分散30min,配制成1%(质量分数)聚苯胺乙醇分散体系,然后用胶头滴管滴入到处理好的电极工作表面上,使电极表面均匀覆盖聚苯胺乳液,室温干燥12h后刷去聚苯胺样品粉末,并重复上诉过程一次....


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