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掺杂聚苯胺制备及其在水性防腐防静电涂料中的应用 来源： 匿名 发布时间： 2011/1/13 8:39:38 掺杂聚苯胺制备及其在水性防腐防静电涂料中的应用 高利民 1 , 骈岩杰 1 , 杨建光 1 , 张立群 2 , 瞿雄伟 1 (1. 河北工业大学化工学院高分子 科学与工程研究 所 , 天津 300130; 2. 北京化工大学材料科学与工程 学院 , 北京 100029) 　　摘　要 : 采用过硫酸铵 (APS) 为氧化剂 , 在十二烷基苯磺酸 (DBSA) 微胶束中用化学氧化法制备 纳米棒状和球形聚苯胺 ;DBSA 既起乳化剂也起掺杂剂的作用 , 并用红外光谱 ( FT - IR) 、紫外光谱 (UV - vis) 、 X - 射线衍射 (XRD) 和扫描电镜 ( SEM) 对合成的聚苯胺进行了表征。不同的聚苯胺 后处理方式对制备的聚苯胺 / 水性环氧树脂复合涂层电导率和聚苯胺分散有明显的影响 ; 研究了这些 涂膜的耐盐水性能。该复合涂料的表面电导率最大值为 10 - 5 S/ cm, 其他性能满足使用要求。 关键词 : 聚苯胺 ; 电导率 ; 乳液聚合 ; 十二烷基苯磺酸 ; 耐腐蚀性 ; 水性涂料 0 　引　言 在传统导电涂料中 , 一般添加无机导电物质 ( 如金属粉、石墨、炭黑、导电纤维等 ) 以降低高分子材 料的表面电阻。然而 , 无机导电填料与聚合物基体的相容性差、易迁移、密度大 , 使得导电涂料的发 展受到一定的限制。聚苯胺作为一种导电性高分子材料 , 以其原料便宜、合成简便及导电防腐性能优 良等优点 , 在众多方面展示了广泛的应用前景 [1 - 4 ] 。自 BeBerry 发现聚苯胺对铁基金属具有防护 作用以来 , 世界各国学者相继开展了这方面的研究 [ 4 - 10 ] 。聚苯胺的导电性能和防腐性能使得 开发兼具有导电和防腐性能的涂料成为可能 , 但有机溶剂型涂料在使用时因溶剂的挥发会对环境造成 污染 , 且对施工人员造成人体伤害 ; 而水性涂料具有无味、低毒等特点 , 近年来受到研究者的极大关 注 , 已成为金属防腐涂料的重要研究方向。本文利用乳液聚合法将合成的聚苯胺乳液以不同的后处理 方式与水性环氧树脂复合 , 制备环保型聚苯胺涂料 , 考察了聚苯胺在基体中的分散性 , 研究其防静电 性能和耐盐、耐水性能。 1 　实验部分 1. 1 　原材料 苯胺 (Ani) : 分析纯 , 天津市文达稀贵试剂化工厂 , 使用前经减压蒸馏 , 低温保存 ; 过硫酸铵 (APS) :分析纯 , 天津市瑞金特化学品有限公司 ; 十二烷基苯磺酸 (DBSA) : 化学纯 , 中国医药集团上海化学 试剂公司 ; 甲醇、四氢呋喃 : 分析纯 , 天津市化学试剂有限公司 ; 水性环氧树脂、固化剂 : 工业品 , 上海汉中化工有限公司 ; 助剂 : 工业品 , Tego 产品 ; 聚合反应及后处理过程 __ 均用去离子水。 1. 2 　掺杂聚苯胺的制备 将一定量的 DBSA 和 200 mL 去离子水于室温下加入 250 mL 三口烧瓶中 , 温和搅拌至完全溶解后 , 将 Ani 滴加入体系中 , 搅拌 1 h 。体系降温至 5 ℃ 后 , 将 APS 水溶液缓慢滴入聚合反应体系中 , 1 h 内滴完。随着反应进行 , 体系由乳白色逐渐变成墨绿色 , 搅拌 12 h 后停止反应即得到掺杂态的 聚苯胺。聚苯胺产物按以下 6 种方式进行处理。 T 1 ( 干粉 ) : 将合成的聚苯胺乳液用甲醇破乳 , 离心分离 , 再用甲醇和去离子水洗涤至无色 , 50 ℃ 真空干燥 24 h, 研磨成粉 ; T 2 ( 干粉 ) : 与 T 1 制备方式类似 , 只是 DBSA 的加入量不同 , 形态为针状 , 而 T 1 的为球形 ; T 3 ( 浓缩 ) : 聚苯胺乳液的浓缩液不作进一步处理 ;T 4 ( 未洗 ) : 聚苯胺乳液经甲醇破乳后 , 离心分离 , 除去清液 , 直接得到 , 未经进一步清洗和干燥 ; T 5 ( 湿料 ) : 聚苯胺乳液经甲醇破乳 , 离心分离 , 分别用甲醇 和去离子水洗涤至无色 , 过滤后未经进一步干燥 ; T 6 ( 可溶 ) : 聚苯胺