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摘 要

导电高分子分为复合型导电高分子和结构型导电高分子，前者是在普通聚合物中掺入导电性的填料形成导电高分子，而后者的导电性来源于聚合物分子自身的独特结构。研究表明，导电高分子聚苯胺（PANI）具有容易合成，导电性强，环境稳定性好以及氧化还原可逆性好等多种优点，其在光电元件，金属防腐蚀，传感器以及电池领域都存在很大的价值，具有广阔的研究前景。

本文采用循环伏安法（CV）在不锈钢表面电化学合成不同比例的聚（苯胺-工-氨基苯磺酸）共聚膜，通过红外（IR），紫外（UV-vis），扫描电镜（SEM）对涂层结构进行表征，动电位极化曲线和电化学阻抗法来研究这些合成的导电高分子膜对不锈钢表面的防护作用。事实证明，共聚物涂层相比于均聚物涂层更具有更优越的稳定性，更好的耐腐蚀能力。最为关键的是，共聚物可以通过单体比例的调节来实现涂层的功能化。

关键词：导电高分子 聚苯胺 共聚物 金属腐蚀

Study on corrosion protection of aniline and its derivatives copolymerization coating

Abstract

Conductive polymers are divided into composite conductive polymers and structural conductive polymers. The former is a conductive polymer formed by adding conductive filler into the ordinary polymer, while the latter's conductivity comes from the unique structure of the polymer molecule itself. The studies have shown that the conductive polymer polyaniline(PANI) has many advantages, such as easy synthesis, strong electrical conductivity, good environmental stability and good REDOX reversibility, etc. It has great value in the fields of optoelectronic components, metal corrosion protection, sensors and batteries, and has a broad research prospect.

In this paper, different proportion (polyaniline-total-aminobenzene sulfonic acid) copolymer membranes were electrochemically synthesised by cyclic-voltammetry(CV) in the surface of stainless steel, and the structures of the coating were characterized by infrared(IR), scanning electron microscopy(SEM) and ultraviolet(UV-vis). Then potentiodynamic polarization curves and electrochemical impedance method were used to study the materials’ protective effect on stainless steels. It turns out that the copolymer coating has better stability and corrosion resistance than the homopolymer coating. Furthermore, the most important advantage is that the copolymer can realize the functionalization of the coating by adjusting the monomer ratio.

Keywords: conductive polymer; polyaniline; copolymer; metal corrosion

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 文献综述 1

1.1导电高分子 1

1.1.1简介 1

1.1.2合成方法 1

1.1.3应用 1

1.2聚苯胺简介 1

1.2.1结构 1

1.2.2合成方法 2

1.2.3性能 2

1.2.4应用 3

1.3共聚物 3

1.3.1概念 3

1.3.2优势 3

1.4本文思路和未来前景以及课题的意义 4

第二章 实验部分 5

2.1实验材料 5

2.2金属的处理 5

2.3合成方法 6

2.4表征 6

2.5腐蚀测试 6

第三章 结果与讨论 8

3.1涂层结构的表征 8

3.1.1FTIR 8

3.1.2 SEM 8

3.1.3 UV-vis 11

3.1.4XRD 11

3.2腐蚀测试 12

3.2.1 EIS电化学阻抗测试 12

3.2.2 PP动电位极化曲线测试 13

第四章 结论与展望 15

参考文献 16

致 谢 19

第一章 文献综述

1.1 导电高分子

1.1.1 简介

在目前的研究中，导电高分子以其易加工、耐腐蚀、导电性能可调控的优势逐步进入人们的视野。导电高分子一般分为两类，第一类是复合型导电高分子，它是从一些普通的聚合物当中增加导电性的填料从而形成导电高分子，这些材料已经得到了广泛的应用，而第二类就是结构型导电高分子，它是由一些高分子通过掺杂等修饰手段使之具有导电性能。而这类物质一般是共轭型的高聚物。而人们在制得导电高分子的同时还将目光转向了它的导电的机理。随着时间的推移，人们在这方面的时间精力投入的增加，必将取得长足的进步。

1.1.2 合成方法

目前为止合成导电高分子的方法有两种，一种是化学合成法，用特定氧化剂在酸性条件下进行氧化或者经金属有机物偶联形成导电高分子；第二种方法是电化学聚合法，在电场条件下，使用电极通过电解溶液，在其表面上形成导电高分子。

1.1.3 应用

导电性高分子的研究持续了20多年，在材料的设计和合成、掺杂和导电性原理、结构和性能、加工难易度以及稳定性方面取得了很大的进展，并且已经能够有应用到日常生活中的趋势。但是，在基础理论研究中，导电性高分子遇到了“合成金属”、分子导体、分子装置相关的问题^[2]。在基础和技术应用中，导电性高分子也面临着功能化、纳米聚合、材料应用的问题。如果将这些挑战提供的发展机会与导电性高分子自身的高活力相结合，我确信这是21世纪材料研究的先行者，有着广阔的发展前景，很值得我们去深入研究与探索。

1.2 聚苯胺简介

1.2.1 结构

对于聚苯胺的链式结构并没有一个明确的清晰统一的结构，而现如今一般认可的是1987年由A.G Mac Darmid^[3]所提出的模型，其链式结构表达式为：

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