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环取代苯胺与苯胺共聚物及均聚物的防腐性能
发布时间:2008-06-25 10:14:12  来源:2008年6月《涂料工业》 作者:黄美荣,陈强,李新贵



(同济大学材料学院先进土木工程材料教育部重点实验室材料化学研究所,上海 200092)


摘 要: 系统总结了环取代苯胺共聚物和均聚物在金属防腐领域的研究进展。通过开路电位、腐蚀电位、腐蚀电流密度、腐蚀速率等腐蚀性能参数,比较了各种环取代改性苯胺聚合物腐蚀性能的优劣。指出供电子取代基(如甲基、甲氧基、乙氧基)对聚苯胺的防腐改性效果优于吸电取代基(如氯基)。苯胺环上取代基的空间位阻是影响共聚物防腐性能的关键因素。

关键词:环取代苯胺,共聚物,防腐性能,聚苯胺

 引言

     为了解决金属材料及其设备的腐蚀问题,人们研究开发了各种类型的涂料。尽管防腐效果有了很大的改善,但是很多涂料对环境污染严重,甚至是毒性物质。例如防腐蚀涂料中铬化合物及二价铅化合物,是严重污染环境的重金属,其应用受到严格限制。因此开发五毒的、环境友好的防腐涂料成为许多研究者的课题。聚苯胺具有优良的防腐性能,早在1985年,DeBerry,等就发现了聚苯胺能维持不锈钢金属的钝化电位,使其处于阳极保护状态。聚苯胺对铁基金属的防护能力使其可以作为金属防腐涂料。从此,激起了人们对各种导电聚合物的防腐性能研究,而聚苯胺被认为在金属防腐领域最有希望应用推广的导电聚合物。

      然而,聚苯胺涂层的非致密形态及其与基体的粘结性不强一直是其防腐能力难以发挥的最大障碍,对电化学氧化聚合的聚苯胺而言,这主要是因为其直接在电极上沉积的镀层结构疏松所致,对化学氧化聚合的聚苯胺而言,这主要是因为其溶解加工性能较差难以制得均匀致密的聚苯胺涂层所致。为了解决上述问题,人们尝试对聚苯胺进行各种化学改性,一方面,可选用氮位取代苯胺单体如N-甲基苯胺或N-乙基苯胺进行电化学氧化法聚合,以期获得形态结构致密、防腐性能更好的电聚合涂层;另一方面,选用含取代基团的苯胺单体(环取代或氮位取代)通过化学氧化法均聚或者与苯胺共聚,以期通过在聚苯胺分子链中引入取代基团,降低链的刚性,减小链间作用力,从而改善聚苯胺的溶解性和可加工性。这两条路线的改性研究在近年来均有报道,获得了许多令人振奋的成果。对于N-烷基苯胺/苯胺共聚物涂层的防腐性能已有相关综述报道。本人从各种苯胺衍生物单体出发,就近年来有关环取代苯胺改性共聚物和均聚物的防腐性能进行综合评述。

1、领甲苯胺共聚物及均聚物的防腐性能
2、领烷氧苯胺共聚物及均聚物的防腐性能
2、1领甲氧苯胺共聚物及均聚物的防腐性能
       此处详细信息请查询《涂料工业》第38卷第6期
2、2领乙氧苯胺共聚物及均聚物的防腐性能
3、领氯苯胺共聚物及均聚物的防腐性能

4、改性聚苯胺的取代基优选

  将各类环取代苯胺共聚物及均聚物的防腐性能进行比较不难发现,供电取代基(如甲基、甲氧基、乙氧基)的防腐改性效果优于吸电取代基。而在供电取代基苯胺衍生物中,体积较小的供电取代基显示出最佳防腐改性效果。领甲苯胺与苯胺的共聚物的防腐性能超出两种单体的均聚物,这与其供电性和较小的体积空间位阻有关,且后者影响因素权更重大。邻甲氧苯胺单体,尽管甲氧基的供电子能力强于甲基,但由于甲氧基的空间位阻大于甲基,使其均聚物和共聚物的防腐性能低于聚苯胺。这与较大的空间位阻必然导致导电性的下降有关。可见,在对聚苯胺进行环取代共聚改性时,除了考虑选取供电性的取代基以外,不可选取体积过大的取代基。

5、结束语

   利用环取代苯胺改性聚苯胺的防腐性是具有挑战性的研究课题。尽管可供选择的共聚改性单体很多,但其结果并非都能令人满意。或许人们还没有寻找到最佳的改性单体,这也就给研究者留下了无限的发挥空间,新改性单体的合成可纳入研究者的攻关范畴。对于防腐应用领域而言,研制出可溶性的改性聚苯胺,使其能够通过溶液加工涂膜,进而可应用到大面积的涂刷场合,这一优于电聚合沉积涂层的方式特别适用于环取代苯胺改性聚苯胺。遗憾的是,有关这方面的研究很少。因此通过化学氧化法共聚改性聚苯胺将成为聚苯胺防腐涂料的研制主攻方向之一。

 

 

来源:《涂料工业》第38卷第6期

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