3·聚苯胺防腐涂層的制備方法
目前，聚苯胺防腐蝕涂層的制備方法有以下幾種:
(1)電化學(xué)沉積法
電化學(xué)沉積法是指通過(guò)電化學(xué)的方法在金屬表面沉積形成PANI涂層，主要包括恒電流法、恒電位法、脈沖極化法和動(dòng)電位掃描法。PANI一般都是在酸性溶液中進(jìn)行聚合。由于電極材料、電位以及電解質(zhì)溶液的pH值等對(duì)苯胺的聚合都有一定影響，所以當(dāng)前這種制備PANI涂層方法采用的條件仍然不統(tǒng)一。BemardMC等[14]采用恒電位法合成聚苯胺膜，并研究了其在不同酸性條件下對(duì)基體表面鈍化作用的影響。但是這種方法很難應(yīng)用于較大的金屬部件，因此其應(yīng)用還是有限的。
(2)共溶
共溶是指將PANI與傳統(tǒng)的聚合物溶劑混合使其形成共溶物進(jìn)行涂覆，待溶劑揮發(fā)后會(huì)形成涂層。這種方法也具有一定的缺點(diǎn):因?yàn)镻ANI在有機(jī)溶劑中的溶解度較低，雖然在高沸點(diǎn)溶劑中有一定的溶解度，但是這些溶劑的沸點(diǎn)均較高，對(duì)涂層質(zhì)量有一定的影響。而且這些溶劑大都有毒，也比較昂貴，應(yīng)用方面受到限制。Mari等[15]采用該方法開發(fā)了PANI環(huán)氧樹脂防腐蝕涂料。
(3)共混
共混是指將PANI作為現(xiàn)有防腐涂料的添加劑，與常規(guī)涂料如環(huán)氧樹脂等混合使用進(jìn)行涂敷，利用PANI和其他組分間的相互作用以及化學(xué)鍵作用來(lái)提高這種共混涂料的防腐性能。這種方法是當(dāng)前研究PANI防腐應(yīng)用最多的方法，研究表明[16-17]通過(guò)PANI與樹脂共混制備的防腐涂料不但具有陽(yáng)極保護(hù)作用，而且附著力以及對(duì)水的屏蔽作用都優(yōu)于前面兩種方法。
4·國(guó)內(nèi)外聚苯胺防腐涂料的研發(fā)及應(yīng)用狀況
聚苯胺防腐涂料具有獨(dú)特的耐劃傷和耐點(diǎn)蝕性能，與金屬發(fā)生氧化還原反應(yīng)，可用于各種金屬的防腐，成本低廉，對(duì)環(huán)境無(wú)影響等優(yōu)點(diǎn)，在很多領(lǐng)域如石油工業(yè)輸送管線，船塢，軍艦，通訊鐵塔，鐵路橋梁等許多要求耐久性設(shè)施的防腐都具有廣闊的應(yīng)用前景，并特別適合于海洋和航天等嚴(yán)酷條件下的新型金屬的腐蝕防護(hù)。
由于聚苯胺防腐涂料具有廣闊的市場(chǎng)前景，不少公司先后投入工業(yè)研究。美國(guó)AlliedSignal公司在聚苯胺的制造及應(yīng)用上獲得了30多項(xiàng)專利。Mon Santo公司也獲得了幾十項(xiàng)相關(guān)專利。這些專利最后都賣給了德國(guó)的Ormecon公司。德國(guó)的Wessling于1993-1994年開發(fā)出工業(yè)用聚苯胺防腐涂料后，于1996年7月成立了Ormecon公司專門從事聚苯胺的研究及開發(fā)，已經(jīng)研究出幾種聚苯胺防腐涂料并進(jìn)入市場(chǎng)，如CORRPASSIV，ORMECONTM，Version等[18-19]。其中SkippersCORRPASIV是一種海洋防腐涂料，已成功應(yīng)用于船舶，港口和碼頭的防腐。CORRPASIVE4900[20]是一種含有聚苯胺的管道防腐涂料，它由分散有聚苯胺的底漆和環(huán)氧樹脂面漆組成，應(yīng)用于城市污水處理系統(tǒng)中，涂有這種涂料的普通鋼材可以代替不銹鋼，在降低建設(shè)費(fèi)用的同時(shí)還能提供優(yōu)良的保護(hù)性能。
美國(guó)Monsanto公司開發(fā)的聚苯胺/聚丁基異丁酸酯共混體系既有優(yōu)良的粘結(jié)性又能起到很好的防腐保護(hù)作用[21]。國(guó)內(nèi)對(duì)于聚苯胺防腐涂層研究也逐漸引起重視。中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所開發(fā)出本征態(tài)聚苯胺/環(huán)氧共混物，通過(guò)對(duì)其防腐性能進(jìn)行電化學(xué)研究發(fā)現(xiàn):中碳鋼的防腐效果比單純環(huán)氧樹脂要好[22-23]。同濟(jì)大學(xué)將聚苯胺水性微乳液與環(huán)氧樹脂乳液直接共混制備防腐底漆，再與環(huán)氧樹脂面漆復(fù)合，采用開路電位法測(cè)量涂料的防腐性能，結(jié)果表明:涂覆該涂料的鋼板的平衡開路電位提高了235mV，在自來(lái)水中至少浸泡90d，既不起泡、也不生銹[24-27]。重慶大學(xué)通過(guò)化學(xué)氧化聚合法，制備出聚苯胺/環(huán)氧樹脂復(fù)合基料，通過(guò)測(cè)試發(fā)現(xiàn):苯胺單體的加入量、反應(yīng)時(shí)間和氧化劑含量都對(duì)PANI/EP復(fù)合涂層的防腐性能有影響，復(fù)合涂層的附著力、光澤性以及防腐性能等均優(yōu)于商品PANI/EP共混物涂層[28]。
5·聚苯胺防腐涂料發(fā)展前景及目前存在的問(wèn)題
聚苯胺(PANI)作為一種新型的金屬防腐保護(hù)材料，具有獨(dú)特的抗劃傷和抗點(diǎn)蝕性能。與常規(guī)緩蝕劑如鉻酸鹽、鉬酸鹽等相比，聚苯胺沒有任何的環(huán)境副作用，是一種符合時(shí)代和科技發(fā)展的綠色緩蝕劑，成為當(dāng)前研究最多的導(dǎo)電高分子材料。但由于PANI分子鏈骨架剛性強(qiáng)、分子間作用力大，導(dǎo)致聚苯胺不溶不熔，極大地影響了其大規(guī)模的生產(chǎn)與應(yīng)用。為了改善PANI的溶解性，人們開始嘗試對(duì)PANI進(jìn)行改性，包括選用氮位取代苯胺單體[29-33]如(N-甲基苯胺或N-乙基苯胺)進(jìn)行聚合，以其獲得形態(tài)結(jié)構(gòu)致密以及防腐性能較好的防腐涂層;此外，選用含取代基的苯胺單體(環(huán)取代[29-31]或氮位取代[29，31])，通過(guò)化學(xué)氧化法聚合，以其達(dá)到改善PANI溶解性和可加工性的目的。在PANI的苯環(huán)上引入取代基，可以有效地降低分子鏈剛性，減小鏈間作用力，進(jìn)而提高其溶解性。同時(shí)也能有效地阻止取代基位置可能發(fā)生的副反應(yīng)，有利于整個(gè)大分子共軛體系的形成。而且取代基的存在也會(huì)為結(jié)構(gòu)測(cè)試帶來(lái)方便。有研究表明通過(guò)引入供電子基取代基可以有效改善其防腐能力和溶解性。因此通過(guò)對(duì)聚苯胺進(jìn)行改性，提高其在有機(jī)溶劑中的溶解度逐漸成為PANI防腐涂料的研究熱點(diǎn)。
參考文獻(xiàn)：略