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涂料技术

研究新型水基聚苯胺复合防腐涂料的制备

时间:2012-01-11 09:46:03 来源: 作者:爱卡 点击:
在上述曲线中,纵坐标表示所形成电路中的电流强度,横坐标表示施加在电路中的电位差。在图1c中,0.5V附近出现的氧化峰是聚苯胺从完全还原状态转变成中间氧化状态,峰值电流约0.0018A/cm2,1.0V附近出现的氧化峰为聚苯胺从部分氧化状态转变为完全氧化状态,聚苯胺在转变的电位区表现出高的导电性;图1a中并没有出现明显的氧化峰;图1b中,在0.9V左右处出现一个氧化峰。由此可以看出:随着聚苯胺的加入,出现第一个氧化峰的电压逐渐减小,峰值电流也在逐渐减小,在整个过程中,氧化峰电压降到0.5V左右,峰值电流只有0.11A/cm2。这可能是由于在金属的腐蚀过程中,产生一系列强烈吸附在电极表面的物质,这些物质占据着电极表面的活性中心,毒化电极,从而使电极的活性降低,这也体现了聚苯胺明显的防腐效果。此外,虽然几条曲线的电压/电流变化区间端点有所不同,但是随着所加电压的不断变化,反应过程的电流也会不断变化,从而形成一个个闭合回路,其中所形成回路的面积大小就表明了电流的波动大小。图1a和图1b所形成的闭合回路面积较大,说明其电流随电压的变化而波动较大,其中图1a的数条闭合曲线重合度不及图1b,即图1b的涂层起到了一定的缓蚀作用,图1c在反应阶段始终很稳定,尽管电压变化最大(变化了1.8V),但整个反应过程中电流波动却非常小(电流变化了0.002A),这说明涂有含聚苯胺涂层的铁片的腐蚀速度明显比其他两块铁片缓慢,即前者涂层具有优良的防腐性。

2.2交流阻抗图谱分析

交流阻抗图谱的测试过程与循环伏安曲线测试方法类似,先测定变换区间,最终得到稳定的图谱,见图2。
 
图2 铁片在5%nacl
 
在上述曲线中,实时阻抗对应横坐标,虚分量对应纵坐标,阻抗复平面图的高频端均为曲率半径很小的圆弧,而低频端则为一条直线。直线部分属于低频段阻抗,主要表现的是扩散、对流的效应,也就是传质阻抗。在低频区的斜线归因于Warburg阻抗,曲线斜率越接近90°,就越能表现出纯电容性质。由图2可见:不添加聚苯胺防腐填料的涂层铁片,具备相对较好的电容性能。斜率越小,说明频率对其影响越大,则传质阻抗大。而圆弧部分属于高频段阻抗,主要为电化学控制,圆弧的半径越大,说明离子电荷转移电阻越大。对比图2a~c可见:从a~c,圆弧的半径依次增大,且直线部分的斜率依次降低,说明含PANI-石棉复合物的防腐涂层阻抗最大,即对整个传质过程阻碍最大,对金属保护最好,因此防腐蚀性能最佳。

2.3防腐机理分析

聚苯胺的防腐机理主要是由于在金属表面发生了阳极保护作用所致。通过电化学测试结果可以看出:防腐成分PANI-石棉复合物添加到涂料中,具有显著的阳极保护作用,当被保护金属表面存在一层具有电荷传递作用的涂层时,阴极反应很容易在涂层表面发生,而不需要氧化物通过涂层到达金属表面后在金属基体与涂层的界面间发生,从而避免了在基体与涂层界面间产生腐蚀产物而影响涂层与基体间的附着力,而阳极反应则由于涂层优异的屏蔽作用使其反应速率大大受到阻碍,从而促进基体的阳极极化,呈现出阳极保护作用[13-17]。

3结语

(1)采用原位包覆法成功制备聚苯胺包覆石棉的复合材料,并且在涂层中起主要防腐作用。

(2)电化学测试结果表明:按此方法所配制的涂料具备优异的防腐蚀性能。
 
关键词: 研究新型水基
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