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聚苯胺早在100多年以前就已經(jīng)被人們發(fā)現(xiàn),但是這種黑綠色的固體在很長(zhǎng)一段時(shí)間里僅被用作顏料,稱為“苯胺黑”。聚苯胺防腐蝕性能的發(fā)現(xiàn)為涂層防腐性能帶來了新的提高,尤其是導(dǎo)電聚苯胺,具有獨(dú)特的電化學(xué)性質(zhì),可以應(yīng)用到防腐、防污、防靜電涂料等領(lǐng)域。聚苯胺在涂層中各種狀態(tài)都有可能發(fā)揮防腐蝕作用,哪一種狀態(tài)效果更好以及防腐蝕機(jī)理都尚待進(jìn)一步研究。隨著研究的深入,聚苯胺新的防腐蝕機(jī)理也不斷被提出,綜合起來主要有以下幾種觀點(diǎn)。
一、鈍化作用聚苯胺的存在導(dǎo)致在金屬和不本案膜界面處形成一層致密的金屬氧化膜,使得該金屬的電極電位處于鈍化區(qū),得到保護(hù)。
二、空間隔離陰陽極反應(yīng)聚苯胺具有一定的電荷傳遞功能,能在鐵表面攔截電子,并輸送至底漆外部,使大量的陰極反應(yīng)在該處發(fā)生,從而避免了陰極反應(yīng)在金屬涂層界面發(fā)生,提高了涂層的防腐蝕能力。
三、離子交換膜作用選擇性的透過和阻止具有侵蝕性的陰陽離子,在多層協(xié)同作用下達(dá)到消除腐蝕反應(yīng)的目的。
四、緩蝕作用胺類有機(jī)化合物的中心原子N上具有未共用的電子對(duì),當(dāng)金屬表面存在空的d軌道時(shí),極性基團(tuán)中心原子的孤對(duì)電子就與空的d軌道形成配位鍵,這樣其分子就吸附在金屬表面形成一層起到緩蝕作用的疏水吸附層。然而聚苯胺的共軛主鏈結(jié)構(gòu)使它在大多數(shù)溶劑中溶解性極差,從而妨礙了它作為緩蝕劑的作用。
五、屏蔽作用涂料通常都具有屏蔽保護(hù)的作用,將金屬表面與周圍腐蝕環(huán)境隔開,聚苯胺可在金屬表面形成一層致密的薄膜,改善了涂膜的致密性,從而具有良好的防腐蝕保護(hù)作用。
六、形成絡(luò)合物聚苯胺在鐵的界面發(fā)生氧化還原反應(yīng),生成一種絡(luò)合物,該絡(luò)合物的氧化電位高于單獨(dú)聚苯胺的氧化電位,以催化作用推動(dòng)氧的還原,從而補(bǔ)償了因鐵的溶解而消耗的電荷,將鐵的電位穩(wěn)定在鈍化區(qū)。
七、電場(chǎng)作用聚苯胺在金屬表面形成電場(chǎng),該電場(chǎng)的方向與電子傳遞方向相反,因此阻礙了電子從金屬向氧化物質(zhì)(氧氣)的傳遞,相當(dāng)于一個(gè)電子傳遞屏蔽作用。
一、鈍化作用聚苯胺的存在導(dǎo)致在金屬和不本案膜界面處形成一層致密的金屬氧化膜,使得該金屬的電極電位處于鈍化區(qū),得到保護(hù)。
二、空間隔離陰陽極反應(yīng)聚苯胺具有一定的電荷傳遞功能,能在鐵表面攔截電子,并輸送至底漆外部,使大量的陰極反應(yīng)在該處發(fā)生,從而避免了陰極反應(yīng)在金屬涂層界面發(fā)生,提高了涂層的防腐蝕能力。
三、離子交換膜作用選擇性的透過和阻止具有侵蝕性的陰陽離子,在多層協(xié)同作用下達(dá)到消除腐蝕反應(yīng)的目的。
四、緩蝕作用胺類有機(jī)化合物的中心原子N上具有未共用的電子對(duì),當(dāng)金屬表面存在空的d軌道時(shí),極性基團(tuán)中心原子的孤對(duì)電子就與空的d軌道形成配位鍵,這樣其分子就吸附在金屬表面形成一層起到緩蝕作用的疏水吸附層。然而聚苯胺的共軛主鏈結(jié)構(gòu)使它在大多數(shù)溶劑中溶解性極差,從而妨礙了它作為緩蝕劑的作用。
五、屏蔽作用涂料通常都具有屏蔽保護(hù)的作用,將金屬表面與周圍腐蝕環(huán)境隔開,聚苯胺可在金屬表面形成一層致密的薄膜,改善了涂膜的致密性,從而具有良好的防腐蝕保護(hù)作用。
六、形成絡(luò)合物聚苯胺在鐵的界面發(fā)生氧化還原反應(yīng),生成一種絡(luò)合物,該絡(luò)合物的氧化電位高于單獨(dú)聚苯胺的氧化電位,以催化作用推動(dòng)氧的還原,從而補(bǔ)償了因鐵的溶解而消耗的電荷,將鐵的電位穩(wěn)定在鈍化區(qū)。
七、電場(chǎng)作用聚苯胺在金屬表面形成電場(chǎng),該電場(chǎng)的方向與電子傳遞方向相反,因此阻礙了電子從金屬向氧化物質(zhì)(氧氣)的傳遞,相當(dāng)于一個(gè)電子傳遞屏蔽作用。