Page 32 - 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

2. 3 涂层防腐蚀机理
PANI-PVP/PPY复合涂层防腐蚀机理如图7所示。
; （Ω·cm 2 ） -Z″/ ; （Ω·cm 2 ） -Z″/ ) 1 40

11

Z′（Ω·cm ）
2
/
; ) 1 1 1
0
)
)
1 1
Z′（Ω·cm）
2
/
; PANI-PVP/PPY复合涂层防腐蚀机理示意图
（a）—PANI-PVP 涂层 图7
0. 5
Fig. 7 Schematic diagram of anticorrosion mechanism of PANI-
PVP/PPY composite coating
内层 PANI 与 PVP 可通过氢键作用结合，形成致

; （Ω·cm 2 ） -Z″/ ; （Ω·cm 2 ） -Z″/ 密的 PANI 基涂层结构，同时结合外层大分子质子酸

掺杂的 PPY，所获得的复合涂层缺陷少、致密均匀，可
有效阻碍腐蚀性物质向内扩散，延长其向内渗透的

路径。此外，外层 PPY 中掺杂的物质抑制了涂层与

2-
Z′（Ω·cm ）
2
4
/
; 腐蚀性阴离子（SO ）发生离子交换，导电聚合物涂
层的氧化状态得以维持，可发挥稳定的阳极保护作
用。在酸性腐蚀环境中长时间服役时，内、外层协同
Z′（Ω·cm）
2
/
;
（b）—PANI-PVP/PPY 涂层 作用及涂层/基底界面处 化层的形成，有效增强了
 IU  IU  IU  IU  IU 复合涂层防腐蚀效果和服役稳定性。本研究所构建
 IU  IU  IU  IU  IU 的导电性 PANI-PVP/PPY 涂层对强化不锈钢在酸性
 IU  IU  IU  IU
 IU  I 腐蚀环境中的耐腐蚀性非常有利，对不锈钢材料在
图6 PANI-PVP 涂层和 PANI-PVP/PPY 涂层体系的 Nyquist 特定环境下的防腐应用有一定参考价值。
0. 5
图 浸泡时间的变化
Fig. 6 Time dependence of Nyquist plots of PANI-PVP
0. 5 3 结 语
coating and PANI-PVP/PPY coating system
链中的植酸难以脱掺杂，具有阳离子选择透过性的 通过电化学聚合法，将 PVP 引入导电聚合物链
涂层表面一方面可以有效阻碍腐蚀性物质（SO 、 中，于 304SS 表面构建了单层 PPY-PVP 涂层及 PPY-
2-
4
H O 等）的向内渗透，另一方面，涂层的阳极保护功能 PVP/PPY 复合涂层，对比研究了两类涂层的成分、结
2
得以维持 ，因此，PANI-PVP/PPY 复合涂层可以充 构和在酸性腐蚀环境中对 304SS 的腐蚀防护性能。
[21]
分发挥内层 PANI-PVP 及外层 PPY 涂层的优势和协 研究表明 PVP 的引入可修饰 PANI 涂层结构，所形成
同作用，维持对304SS的腐蚀防护作用。 的涂层结构致密、孔隙缺陷少。同时，PVP 的含量对
综合以上电化学测试结果可见，PVP的引入可有 PANI-PVP 涂层性能有显著影响，PVP 含量过高不利
效强化 PANI 涂层的耐腐蚀性，其中 PVP 的含量对涂 于强化涂层的耐腐蚀性。在 PANI-PVP 涂层基础上
层的防腐性能有着显著影响。当 PVP 含量为 0. 5% 构建的 PANI-PVP/PPY 复合涂层则可充分发挥内层
时，涂层具有较好的交联结构，增强了对外界物质的 PANI-PVP 及外层 PPY 优势，在 360 h 的服役过程中
物理屏障作用。在此基础上，PANI-PVP 涂层表面外 对 304SS具有稳定的腐蚀防护作用。PANI-PVP/PPY
层 PPY 涂层的构建可强化涂层的导电性及阳极保护 复合涂层优异的防腐性能主要归因于致密的涂层结
性能，当涂层服役时间延长时，PANI-PVP/PPY 复合 构及长效的阳极保护性能，通过内、外涂层的协同作
涂层的内外层可发挥协同作用，强化对不锈钢长效、 用，阻碍腐蚀性物质的向内渗透并促进涂层/不锈钢
稳定的腐蚀防护性能。 基底界面处 化层的形成。
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