有機插層改性高嶺土-聚(2,3-二甲基苯胺)納米復合物的制備及其性能研究.pdf

1、聚苯胺(PANI)是近年來研究非常廣泛的新型金屬防腐材料,但由于PANI分子鏈骨架剛性強,分子間作用力大,使其溶解及加工性能不理想,限制了具體應用。2,3-二甲基苯胺(2,3-DMA)作為苯胺主要衍生物之一,苯環(huán)上引入兩個-CH3可以有效地降低聚合物分子鏈的強度,使分子間作用力減弱,同時-CH3的引入可以阻止苯環(huán)取代位置可能發(fā)生的副反應,使形成大分子共軛體系,提高PANI溶解性。因此,其聚合物聚(2,3-二甲基苯胺)(P(2,3-DMA

2、))在防腐方面有更為廣泛的應用前景。
　　高嶺土晶胞由SiO4四面體和Al[O3(OH)4]八面體通過層與層共同的O原子結(jié)合而成,是典型的1:1型二八面體層狀硅酸鹽粘土。在聚合物中加入具有層或片狀結(jié)構(gòu)的納米粘土,粘土粒子與聚合物間有效地復合可以顯著減弱聚合物分子鏈間的相互作用,使聚合物的結(jié)晶度降低,其導電性、氣體阻隔性及物質(zhì)分散性得到改善,達到提高復合物耐熱、力學及界面穩(wěn)定性的目的。將高嶺土引入到聚合物中,形成的聚合物/粘土納米復

3、合物可以有效地延長O2等腐蝕劑滲透涂層的路徑和時間,降低腐蝕劑對涂層的滲透作用。因此將P(2,3-DMA)和高嶺土復合,制備具有優(yōu)異耐腐蝕性能的材料是很有必要的。
　　本文首次采用原位聚合法制備了插層-剝離型的P(2,3-DMA)/有機高嶺土(POK)納米復合物。通過優(yōu)化條件,探討了氧化劑用量、磷酸濃度、反應時間以及反應溫度對POK防腐性能的影響。采用傅里葉紅外光譜(FTIR)、X射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、熱重

4、-差熱(TGA-DTA)分別對POK的結(jié)構(gòu)及穩(wěn)定性進行了表征,在3.5％NaCl中研究了含有POK的環(huán)氧樹脂涂層對金屬的腐蝕保護作用。同時,采用了乳液體系制備了P(2,3-DMA)/層狀硅酸鹽(PLS)納米復合物,研究了含有PLS的涂層對冷軋鋼的腐蝕保護性能。
　　結(jié)果表明:當POK中mP(2,3-DMA)/mOKL=5:95,nAPS/n2,3-DMA=2:1,nH3PO4/n2,3-DMA=2.5,T=30℃,t=10h時,P

5、OK的電化學性能及產(chǎn)率達到最佳值。XRD、FTIR表明:本實驗成功合成了POK納米復合物,復合物體系中層狀粘土被徹底剝離。SEM表明:被剝離為片狀的硅酸鹽粒子有效地分散在P(2,3-DMA)中。與P(2,3-DMA)相比,聚合物中引入有機粘土可以顯著地增加其耐腐蝕及熱穩(wěn)定性,分散在P(2,3-DMA)中的片狀硅酸鹽粒子能夠有效地增加腐蝕劑對涂層的擴散路徑,延長涂層滲透時間。不同體系制備的P(2,3-DMA)/有機高嶺土納米復合物對鋼板同