Page 44 - 201906
P. 44

·1050·                            精细化工   FINE CHEMICALS                                  第 36 卷

            机酸掺杂剂中含有磺酸基团，可以使有机酸掺杂的                             浙江省化工研究院有限公司；无水乙醇（质量分数
            PANI 具有优良的溶解性和稳定的掺杂性，而且得到                          99.8%）、NaCl（质量分数 99.5%），AR，天津凯通
            的磺化 PANI 也是一种很好的腐蚀抑制剂。通常，                          化学试剂有限公司；乙烯基三甲氧基硅烷（VTMS），
                                                        [3]
            合成磺化 PANI 使用的掺杂酸有樟脑磺酸（CAS） 、                       工业级，南京创世化工助剂有限公司；γ-氨丙基三
                                    [4]
            十二烷基苯磺酸（DBSA） 、对甲苯磺酸（PTS）                    [5]   乙氧基硅烷（γ-APTES，质量分数 98%），AR，国
                        [6]
            等。Pour-Ali 等利用原位法制备了环氧/PANI-CAS                    药集团化学试剂有限公司；实验用水为去离子水。
            复合涂层，通过电化学表征发现其对低碳钢具有良                                 Spertrum  One 红外光谱仪，美国 Perkin  Elmer
                               [7]
            好的防腐蚀性能。Li 等合成了 PTS 掺杂 PANI，发                      公司；RTS-5 双电测四探针测试仪，广州矽美电子
            现在无溶剂醇酸树脂中加入质量分数 1%该 PANI 可                        科技有限公司；JY-82B 视频接触角测定仪，承德试
            以使涂层表现出良好的防腐蚀性能和自修复性能。                             验机有限责任公司；HGQ 漆膜划格器、YZQ-Ⅱ圆柱
                   [8]
            李小宝 等以酞菁铜二磺酸〔CuPc-(SO 3 H) 2 〕为掺杂                  型弯曲试验仪、CJQ-Ⅱ漆膜冲击器、BY 铅笔硬度计，
            剂，通过“掺杂-脱掺杂-再掺杂”法在钢基片上制                            上海普申化工机械有限公司；CANIY-II-F/NF 测厚
            备了导电 PANI（CuPANI）涂层，涂层表现出良好                        仪，上海精密仪器仪表有限公司；Interface1000 电
            的防腐蚀性能。这些磺酸的分子量相对较小，在一                             化学工作站，美国 Gamry 公司；KQ3200DE 数控超
            定程度上影响了磺化 PANI 在成膜树脂中的分散性。                         声波清洗器，昆山超声仪器有限公司；OL-T-60 盐
                                               ®
                      [9]
            Kosseoglou 等使用全氟磺酸（Nafion 膜）作为掺                    雾试验箱，深圳欧朗试验设备有限公司。
            杂剂，在不锈钢表面制备了全氟磺酸 PANI 膜，PANI                       1.2   磺化 PANI 的合成
            在保持其氧化还原活性的基础上提高了复合膜的选                                 将 3.95  g（0.0075  mol）LGS 和 12  g 去离子水
            择渗透性，从而有效地抑制了点蚀的发生，但其成                             加入带有电动搅拌机、温度计的三口瓶中搅拌，使
            本相对较高。                                             LGS 完全溶解；然后，边搅拌边缓慢加入 0.93  g
                 十二烷基硫酸钠（SDS）和木质素磺酸钠（LGS）                      （0.01 mol）An，待 An 完全溶解在溶液中后，逐滴
            是一类含有磺酸基团的阴离子表面活性剂，其分子                             加入 5 g 含 3.42 g（0.015 mol）APS 的水溶液。控
            中同时具有非极性基团和极性基团，非极性基团是                             制反应温度为 5 ℃，反应 2  h。反应结束后，抽滤
            较长的碳链，极性基团则是磺酸盐基团。这种表面                             并用去离子水洗至中性，烘干，得到 1.09 g 墨绿色
            活性剂原料丰富、分子结构较大、环境稳定性好，                             PANI-LGS 粉末。用同样的方法制备 PANI-SDS，
            用其作为掺杂剂可以提高 PANI 的分散稳定性，分                          SDS  2.88  g（ 0.01  mol），得到 0.99  g 墨绿 色
            散性良好的 PANI 有助于其防腐蚀性能的发挥。本                          PANI-SDS 粉末。PANI-LGS 和 PANI-SDS 的结构式
            文以 LGS 和 SDS 为掺杂剂，通过化学氧化法合成                        如下：
            了两种磺化 PANI（PANI-LGS 和 PANI-SDS），并选
            择表面能低、与基材结合力强并且环境友好的有机
            硅树脂（SiR）作为成膜物在 Q235 钢表面制备了复
            合防腐蚀涂层，以充分结合 PANI 和 SiR 的特性，
            实现涂层对 Q235 钢的有效防护。

            1    实验部分

            1.1    试剂与仪器

                 硅酸乙酯（TEOS，以 SiO 2 计质量分数 40%）、
            柠檬酸（质量分数 99.5%）、苯胺（An，质量分数                         1.3   硅树脂（SiR）的合成
            99.5%，蒸馏后使用）、N-甲基吡咯烷酮（NMP，质                            采用溶胶-凝胶法制备 SiR         [10-11] ，将 12.0 g 去离
            量分数 99.0%），AR，天津市科密欧化学试剂有限                         子水和 24.0 g 无水乙醇加入到 100 mL 三口烧瓶中，
            公司；木质素磺酸钠（LGS），工业级，上海庭若化                           随后加入 0.3 g 柠檬酸，超声至柠檬酸完全溶解，超
            工有限公司；过硫酸铵（APS，质量分数 98%）、十二                        声功率 100  W。继续向烧瓶中加入 2.0  g  TEOS、
            烷基硫酸钠（SDS，总醇量不小于 59%）、二氯甲烷                         18.0 g VTMS 和 6.0 g DMDMS。在 40 ℃下，搅拌反
            （DCM，质量分数 99.5%），AR，天津凯通化学试剂                       应 8 h，除去溶剂，得到 22 g 透明的黏稠液体 SiR，
            有限公司；二甲基二甲氧基硅烷（DMDMS），工业级，                         产物结构式如下：
   39   40   41   42   43   44   45   46   47   48   49