金屬的腐蝕與防護(hù)

1、中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）物理化學(xué)電化學(xué)論文中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）物理化學(xué)電化學(xué)論文 小,他將這一原因歸結(jié)為聚苯胺的屏蔽作用。聚苯胺使金屬表面形成鈍化與暫時起屏蔽作用的傳統(tǒng)涂料相比，聚苯胺可以使金屬基材發(fā)生鈍化，在不同金屬表面形成一層致密、穩(wěn)定的氧化膜，使金屬的電化學(xué)腐蝕電位發(fā)生正位移動，并使得該金屬電極電位處于鈍化區(qū)而得到保護(hù)。聚苯胺是一種具有氧化還原能力的共軛高分子，由于聚苯胺的還原電位在0V/SCE,而金屬Fe的氧化電位為-0.7V/SCE,當(dāng)與金屬鐵接觸時，在水和氧的參與下發(fā)生氧化還原反應(yīng)，界面處形成一層致密的金屬氧化物Y-Fe2O3,阻止了金屬的進(jìn)一步被氧化，即將金屬鈍化，從而達(dá)到防腐目的。

2、電場作用聚苯胺在金屬表面產(chǎn)生一個電場，該電場的方向與電子傳遞方向相反,阻礙了電子從金屬向氧化劑傳遞,相當(dāng)于一個電子傳遞的屏障作用，常規(guī)涂層如環(huán)氧樹脂或聚氨酯不能形成這種電場。緩蝕作用苯胺和苯胺衍生物是鐵基金屬的有效緩蝕劑，這主要是因?yàn)楸桨返腘原子上具有未共用的電子對，金屬鐵存在空的d軌道，當(dāng)聚苯胺涂覆在金屬表面時，孤對電子與空軌道易形成配位鍵，其分子就吸附在金屬表面形成一層疏水吸附層，降低了腐蝕效率，起到緩蝕作用。王楊勇等比較了在普通環(huán)氧樹脂涂層中引入0.4%EB分別在3.0%NaCl溶液和0.1MHCl溶液中對A3鋼的腐蝕效果。可以看出,少量EB的引入可以大幅度改善涂層的防腐性能,這是傳統(tǒng)緩

3、蝕劑所不具備的,這也更易實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用。聚苯胺防腐涂層的制備方法聚苯胺具有優(yōu)異的防腐蝕性能，由于聚苯胺難熔難溶，用純聚苯胺制備涂料不太現(xiàn)實(shí)。目前研究較多的制備聚苯胺防腐涂層的方法概括起來主要有以下3種：電化學(xué)聚合法聚苯胺防腐性能的研究最早是從研究苯胺電化學(xué)聚合開始的。通過電化學(xué)聚合反應(yīng)直接在金屬電極表面沉積聚苯胺涂層或粉末,而且通過控制電量來控制膜的厚度。常用方法有恒電位法、恒電流法、循環(huán)伏安法等。石付生等人在含有苯胺、草酸和鎢酸鈉的溶液中,應(yīng)用循環(huán)伏安法在不銹鋼表面合成聚苯胺/鎢酸鈉復(fù)合膜。結(jié)果顯示,在氯離子存在下,復(fù)合膜能使不銹鋼的腐蝕電位升高約200mV,并顯著降低腐蝕電流密度。該膜

4、具有極好的穩(wěn)定性和阻隔作用,能對不銹鋼提供長時間有效的保護(hù)。張愛玲等用有機(jī)硅烷偶聯(lián)劑KH-560做修飾劑在不銹鋼上用循環(huán)伏安法制備出聚苯胺膜,經(jīng)修飾后的聚苯胺膜使不銹鋼的腐蝕電位提高了70mV,腐蝕電流由1X10-6A下降到6.3X10-8A,大幅度提高不銹鋼的抗腐蝕性能。電化學(xué)聚合雖然將聚苯胺的合成與成膜一次完成,反應(yīng)條件溫和,但從實(shí)用的角度來看,受操作工藝的限制難以用于較大的金屬部件,很難大規(guī)模應(yīng)用。聚苯胺與成膜物質(zhì)共混由于聚苯胺不溶于常規(guī)有機(jī)溶劑，且純聚苯胺膜對鋼鐵的粘結(jié)性很差,大量使用純聚苯胺作為防腐涂料無論從經(jīng)濟(jì)上還是從涂膜綜合性能上都不是很理想。因此,人們嘗試把聚苯胺作為現(xiàn)有防腐涂

5、料添加劑,與常規(guī)涂料成膜物質(zhì)（如環(huán)氧樹脂、聚酰亞胺、聚丙烯酸樹脂等）混合使用形成復(fù)合涂層，聚苯胺按照不同材料的防腐機(jī)制，有效發(fā)揮各涂層的防腐性能。張春等將有機(jī)磷酸摻雜得到的導(dǎo)電聚苯胺加入到水性環(huán)氧樹脂中,制備了聚苯胺水性防腐涂料,并且研究了其防腐蝕性能和防腐蝕機(jī)理。電化學(xué)阻抗譜以及開路電壓的變化表明,聚苯胺的存在顯著提高了涂層的防腐效果。齊圣光等運(yùn)用插層聚合的方法制備了蒙脫土/聚苯胺復(fù)合材料,將該復(fù)合材料通過共混的方式加入聚酰胺/環(huán)氧陰極電泳（CED）涂料中配制成聚苯胺/環(huán)氧復(fù)合陰極電泳涂料。研究發(fā)現(xiàn):在3.5%NaCl溶液中浸泡10d后,腐蝕介質(zhì)不能到達(dá)涂層/基底金屬界面,金屬表面沒有發(fā)生腐

6、蝕反應(yīng)。隨著聚苯胺含量的增加,復(fù)合電泳涂膜的阻抗值增加,具有較好的防腐性能。大量研究表明，聚苯胺與樹脂共混制備的防腐涂料不但具有陽極保護(hù)作用而且附著力優(yōu)于前兩種方法，是目前研究聚苯胺防腐性能應(yīng)用最多的方法，在研制、生產(chǎn)和應(yīng)用方面具有廣泛的應(yīng)用前景。應(yīng)用領(lǐng)域與展望聚苯胺防腐涂料對金屬具有常規(guī)涂料不可比擬的陽極保護(hù)和屏蔽作用，無論是采用電化學(xué)方法沉積在金屬表面的聚苯胺膜，還是將聚苯胺作為添加劑加入到樹脂中，都會產(chǎn)生優(yōu)良的防腐蝕效果。目前，人們對聚苯胺防腐涂料的防腐機(jī)理還沒有達(dá)成共識，但對聚苯胺防腐涂料的應(yīng)用進(jìn)行了大量研究，發(fā)現(xiàn)它在很多領(lǐng)域如化工設(shè)備、石油工業(yè)輸送管線、鐵路橋梁、船舶、港口碼頭設(shè)備等許多耐久性設(shè)施防腐都具有廣闊的應(yīng)用前景，特別適合海洋、航天等嚴(yán)酷條件下新型金屬的腐蝕防護(hù)。聚苯胺防腐涂料作為一種新型的無污染涂料，雖然已取得了一定范圍的商業(yè)應(yīng)用，但還存在許多亟待解決的問題：其一，探索聚苯胺與常規(guī)成膜物質(zhì)的相互作用機(jī)理，提高聚苯胺在基體中的分散程度。其二，在聚苯胺復(fù)合過程中，選擇合適的成膜物質(zhì)，降低環(huán)境污染、設(shè)備投資和生產(chǎn)成本。根據(jù)目前研究現(xiàn)狀，聚苯胺類防腐涂料未來研究將主要集中在以下幾個方面：研究聚苯胺類防腐涂料在其他金屬如鎂合