Page 29 - 2025年7月防腐蚀专辑

苏 洋等：聚乙烯吡 烷酮协助导电聚合物防腐涂层的构建及性能研究

建不含有 PVP 的草酸掺杂的 PANI 涂层，标记为纯
PANI涂层）。
首先选择适量 PVP 制备的混合电解液 I，以
1 mA/cm 的电流密度电沉积 10 min 得到 PVP 修饰的
2
PANI 涂层，沉积完成后将带有该涂层的 304SS 基材
作为工作电极，于混合电解液 II 中电沉积外层掺杂
PA 的 PPY 涂层，以 1 mA/cm 的电流密度沉积 10 min，
2
所获得涂层经蒸馏水冲洗后于 30 ℃烘箱中干燥
0. 5 h，标记为PANI-PVP/PPY 复合涂层。 -1
波数/cm
1. 3 性能测试 ?1 ?1 1 1 ?1 1 1 11

图1 PANI、PANI-PVP 和PANI-PVP/PPY涂层的红外光谱
采用珀金埃尔默 Spectrum BXII 型傅立叶变换 0. 5
Fig. 1 FT-IR spectra of PANI，PANI-PVP and PANI-PVP/PPY
红外光谱仪（FT-IR）表征涂层，确定聚合物中的官 0. 5
coatings
能团和化学结构 ，测定的波数为 400~4 000 cm 。
-1
导电聚合物的相互作用，涂层的特征峰表现出重叠和
利用日本电子株式会社 JSM-6510 型扫描电子显微
轻微移动 。N—H伸缩振动及C—N键伸缩振动分别
[11]
镜（SEM）评价涂层的表面形貌及均匀性 。 以
移动至3 417 cm 和1 404 cm 处，C=O键的伸缩振动
-1
-1
0. 5 mol/L H SO 溶液模拟酸性腐蚀环境，采用上海
2 4
+
辰华 CHI600E 型电化学工作站，通过动电位极化、 峰及 C—N =C 键的伸缩振动则分别移至 1 620 cm -1
-1
-1
电化学阻抗谱、开路电位测试等电化学测试技术系 和 1 136 cm 处。此外，1 102 cm 处为 PPY 结构中植
[12]
统测试涂层保护下的不锈钢防腐性能，分析复合涂 酸的 P=O 伸缩振动 ，表明外层 PPY 的聚合物链中
层对不锈钢的防腐效率和防腐稳定性。测试采用 大分子质子酸植酸的成功掺杂。
三电极体系，工作电极为覆有涂层的 304SS，对电极 通过 SEM 表征了涂层 PANI 和 PANI-PVP 的微
0. 5
为铂网电极，参比电极为 Ag/AgCl 电极。EIS 测试的 观形貌，结果如图2所示。
初始电压为体系稳定的开路电位值，频率范围为
10 ~10 Hz，振幅为 10 mV，动电位极化测试扫描速
5
-2
率为 0. 33 mV/s。 10 000× 1 μm
2 结果与讨论 10 000× 1 μm 200× 100 μm
2. 1 涂层成分与形貌 （a）—PANI涂层 （b）—PANI-PVP 涂层
0. 5
图2 涂层PANI-PVP 和PANI的微观形貌
图 1 为 PANI 涂 层 、PANI-PVP 涂 层 和 PANI- 0. 5
0. 5
Fig. 2 Microstructure morphology of PANI-PVP coating and
PVP/PPY 复合涂层（内层 PVP 含量为 0. 5%）的红外 0. 5
pristine PANI coating
光谱。
Tang 等 研究表明，PVP 分子与 PANI 类醌环的 由图 2（a）可见，纯 PANI 涂层表面由颗粒状及枝
[7]
相互作用可增加聚苯胺主链上电荷的离域程度，导 状 PANI 构成，存在较多微孔隙。对于 PANI-PVP 0. 5
涂层，图 2（b）可见其表面较为平 ，放大 1 000 倍的
致两者复合后 PANI 的主要特征峰发生移动。由图 1
可知，PANI 涂层样品中 3 412 cm 和 1 640 cm 处的 形貌图（右上角）可见涂层局部存在颗粒聚集，而微
-1
-1
峰来自于PANI中N—H键的伸缩振动及C—N面内弯 观角度上涂层整体较为致密，无微孔隙产生。可见
曲振动 ；PANI 结构中芳香胺 C—N 的伸缩振动特征 相对于纯 PANI涂层而言，PVP的引入可优化 PANI结
[6]
峰位于 1 394 cm 处，1 128 cm 处的吸收峰对应掺杂 构，两者复合之后PANI涂层的致密性提高，结构更为
-1
-1
态PANI结构中C—N =C的伸缩振动 ，1 620 cm 处 紧 。该致密的涂层结构有利于强化涂层作为物理
+
-1
[10]
的特征峰则为 PVP 结构中 C=O 伸缩振动峰。对于 屏障对腐蚀性物质的隔离作用。
PANI-PVP 涂层而言，上述特征峰均出现不同程度 图 3 是 PANI-PVP/PPY 涂层（内层 PVP 含量为
0. 5
的移动。对于 PANI-PVP/PPY 复合涂层，由于内外层 0. 5%）的微观形貌。
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