金属的腐蚀与防护

1、中国地质大学（武汉）物理化学电化学论文中国地质大学（武汉）物理化学电化学论文 小,他将这一原因归结为聚苯胺的屏蔽作用。聚苯胺使金属表面形成钝化与暂时起屏蔽作用的传统涂料相比，聚苯胺可以使金属基材发生钝化，在不同金属表面形成一层致密、稳定的氧化膜，使金属的电化学腐蚀电位发生正位移动，并使得该金属电极电位处于钝化区而得到保护。聚苯胺是一种具有氧化还原能力的共轭高分子，由于聚苯胺的还原电位在0V/SCE,而金属Fe的氧化电位为-0.7V/SCE,当与金属铁接触时，在水和氧的参与下发生氧化还原反应，界面处形成一层致密的金属氧化物Y-Fe2O3,阻止了金属的进一步被氧化，即将金属钝化，从而达到防腐目的。

2、电场作用聚苯胺在金属表面产生一个电场，该电场的方向与电子传递方向相反,阻碍了电子从金属向氧化剂传递,相当于一个电子传递的屏障作用，常规涂层如环氧树脂或聚氨酯不能形成这种电场。缓蚀作用苯胺和苯胺衍生物是铁基金属的有效缓蚀剂，这主要是因为苯胺的N原子上具有未共用的电子对，金属铁存在空的d轨道，当聚苯胺涂覆在金属表面时，孤对电子与空轨道易形成配位键，其分子就吸附在金属表面形成一层疏水吸附层，降低了腐蚀效率，起到缓蚀作用。王杨勇等比较了在普通环氧树脂涂层中引入0.4%EB分别在3.0%NaCl溶液和0.1MHCl溶液中对A3钢的腐蚀效果。可以看出,少量EB的引入可以大幅度改善涂层的防腐性能,这是传统缓

3、蚀剂所不具备的,这也更易实现大规模工业应用。聚苯胺防腐涂层的制备方法聚苯胺具有优异的防腐蚀性能，由于聚苯胺难熔难溶，用纯聚苯胺制备涂料不太现实。目前研究较多的制备聚苯胺防腐涂层的方法概括起来主要有以下3种：电化学聚合法聚苯胺防腐性能的研究最早是从研究苯胺电化学聚合开始的。通过电化学聚合反应直接在金属电极表面沉积聚苯胺涂层或粉末,而且通过控制电量来控制膜的厚度。常用方法有恒电位法、恒电流法、循环伏安法等。石付生等人在含有苯胺、草酸和钨酸钠的溶液中,应用循环伏安法在不锈钢表面合成聚苯胺/钨酸钠复合膜。结果显示,在氯离子存在下,复合膜能使不锈钢的腐蚀电位升高约200mV,并显著降低腐蚀电流密度。该膜

4、具有极好的稳定性和阻隔作用,能对不锈钢提供长时间有效的保护。张爱玲等用有机硅烷偶联剂KH-560做修饰剂在不锈钢上用循环伏安法制备出聚苯胺膜,经修饰后的聚苯胺膜使不锈钢的腐蚀电位提高了70mV,腐蚀电流由1X10-6A下降到6.3X10-8A,大幅度提高不锈钢的抗腐蚀性能。电化学聚合虽然将聚苯胺的合成与成膜一次完成,反应条件温和,但从实用的角度来看,受操作工艺的限制难以用于较大的金属部件,很难大规模应用。聚苯胺与成膜物质共混由于聚苯胺不溶于常规有机溶剂，且纯聚苯胺膜对钢铁的粘结性很差,大量使用纯聚苯胺作为防腐涂料无论从经济上还是从涂膜综合性能上都不是很理想。因此,人们尝试把聚苯胺作为现有防腐涂

5、料添加剂,与常规涂料成膜物质（如环氧树脂、聚酰亚胺、聚丙烯酸树脂等）混合使用形成复合涂层，聚苯胺按照不同材料的防腐机制，有效发挥各涂层的防腐性能。张春等将有机磷酸掺杂得到的导电聚苯胺加入到水性环氧树脂中,制备了聚苯胺水性防腐涂料,并且研究了其防腐蚀性能和防腐蚀机理。电化学阻抗谱以及开路电压的变化表明,聚苯胺的存在显著提高了涂层的防腐效果。齐圣光等运用插层聚合的方法制备了蒙脱土/聚苯胺复合材料,将该复合材料通过共混的方式加入聚酰胺/环氧阴极电泳（CED）涂料中配制成聚苯胺/环氧复合阴极电泳涂料。研究发现:在3.5%NaCl溶液中浸泡10d后,腐蚀介质不能到达涂层/基底金属界面,金属表面没有发生腐

6、蚀反应。随着聚苯胺含量的增加,复合电泳涂膜的阻抗值增加,具有较好的防腐性能。大量研究表明，聚苯胺与树脂共混制备的防腐涂料不但具有阳极保护作用而且附着力优于前两种方法，是目前研究聚苯胺防腐性能应用最多的方法，在研制、生产和应用方面具有广泛的应用前景。应用领域与展望聚苯胺防腐涂料对金属具有常规涂料不可比拟的阳极保护和屏蔽作用，无论是采用电化学方法沉积在金属表面的聚苯胺膜，还是将聚苯胺作为添加剂加入到树脂中，都会产生优良的防腐蚀效果。目前，人们对聚苯胺防腐涂料的防腐机理还没有达成共识，但对聚苯胺防腐涂料的应用进行了大量研究，发现它在很多领域如化工设备、石油工业输送管线、铁路桥梁、船舶、港口码头设备等许多耐久性设施防腐都具有广阔的应用前景，特别适合海洋、航天等严酷条件下新型金属的腐蚀防护。聚苯胺防腐涂料作为一种新型的无污染涂料，虽然已取得了一定范围的商业应用，但还存在许多亟待解决的问题：其一，探索聚苯胺与常规成膜物质的相互作用机理，提高聚苯胺在基体中的分散程度。其二，在聚苯胺复合过程中，选择合适的成膜物质，降低环境污染、设备投资和生产成本。根据目前研究现状，聚苯胺类防腐涂料未来研究将主要集中在以下几个方面：研究聚苯胺类防腐涂料在其他金属如镁合