Page 45 - 2025年7月防腐蚀专辑

王 波等：基于改性氧化石墨烯/聚苯胺增强水性聚氨酯防腐涂层的制备及性能研究

学工作站的设置参数如下：正 电压信号幅值为 由图 1（a）可知，3 441 cm 处较强的宽峰主要是
-1
20 mV，频率范围为 10 ~10 Hz。利用 Zahner 分析软 —OH伸缩振动峰； 641 cm 处是氧化石墨烯的C=C
-1
1
4
-2
-1
-1
件对EIS数据中的腐蚀参数进行拟合。 键振动吸收峰；1 579 cm 和 1 504 cm 处的强吸收峰
主要是醌环和苯环的 C—N 伸缩振动引起的 ；在
2 结果与讨论 1 380 cm 和 1 305 cm 处为 PANI 中芳香 胺对应的
-1
-1
N—H 弯曲振动的特征峰；1 250 cm 处聚苯胺绿色的
-1
2. 1 填料PDA/FGO/PANI的结构分析 质子化 醛盐形式的特征峰 ；886 cm 处的峰主要
-1
[10]
填料PDA/FGO/PANI的结构特征如图 1所示。 是磷酸基团的P—O，表明植酸掺杂聚苯胺的成功制备。

5 000× 100 nm 5 000× 100 nm

波长/cm
波数/cm -1
（a）—FT-IR （b）—UV-vis （c）—SEM （d）—TEM
图1 PDA/FGO/PANI的结构表征
Fig. 1 Structure of PDA/FGO/PANI
由图 1（b）可知，图中主要出现了 3 个特征峰，
217 nm 处的峰属于苯环和醌环之间的 π-π*共轭
带。同时，在 371 nm 和 736 nm 处是聚苯胺沉积在
FGO 表面引起的 π-P 和 P-π*（P 为聚苯胺中的极化 应力/MPa
子）带 。峰值均向短波长方向移动 70 nm 左右
[11]
（根据之前的研究工作 ，这 2 处的峰值分别位于
444 nm 和 800 nm），这主要是因为 PDA 对 FGO 和
PANI 的包裹，减少了两者之间的共轭效应。

由图 1（c）可以明显观察到 PANI 的颗粒状和
应变/%

FGO 的片层结构，并且其表面有一层光滑的覆盖物， ?1 1 1 ?1 1 1 ?1 1 1
?1 1 1 ?1 1 1
这表明 PDA 包裹在 FGO/PANI 填料的表面。结合
图 1（d）可以看到一个较大的片层结构，并且内部存 图2 PFPWPU-X的应力-应变曲线
Fig. 2 The stress-strain curves of PFPWPU-X
在较小的片层和 色的颗粒， 色颗粒主要是尺寸
较大的PANI，证明PDA对FGO/PANI的包裹结构。 力学性能。当PDA的含量进一步增加时，PFPWPU-X
2. 2 PFPWPU-X的力学性能 所受到的应力无法向刚性填料转移，并且填料表面
的 PDA 能形成的交联点数目达到饱和，因此其拉伸
对 PFPWPU-X 样品进行拉伸测试，其应力-应变
强度减小，断裂伸长率略微增加。
曲线如图2所示。
2. 3 PDA/FGO/PANI与WPU的相 性
从图 2 可看出，随着填料 PDA/FGO/PANI 中 PDA
与 FGO/PANI 的质量比增加，PFPWPU-X 膜的拉伸强 为了研究 PFPWPU-X 中填料 PDA/FGO/PANI 与
度先增加后减小，断裂伸长率逐渐增大。可见PDA的 WPU 之间的相容性，对其拉伸试样进行了表面和断
添加有利于提高FGO/PANI在WPU涂层中的相容性， 面扫描电镜分析，如图3所示。
—NCO 封端的线型聚氨酯可以与聚多巴胺表面的羟 从图 3（a）中可以看出，FPWPU-2. 5 涂层中部分
基发生反应，形成交联结构，从而提高 PFPWPU-X 的 填料与涂层之间存在缝隙，表明 FGO/PANI 与 WPU

42