固相法制备聚噻吩/聚吡咯/二氧化钛膜及电化学腐蚀性能  

Preparation of Polythiophene/Polypyrrole/TiO_2 Composite Conductive Polymers by Solid-state Method and Its Anti-corrosion Properties for Stainless Steel

作　　者：薛守庆[1,2] 刘庆华[2] 

机构地区：[1]菏泽学院化学化工系精细化学品研究所,山东菏泽274015 [2]菏泽学院化学化工系,山东菏泽274015

出　　处：《应用化学》2016年第1期98-102,共5页Chinese Journal of Applied Chemistry

基　　金：山东省自然科学基金资助(ZR2014EL004)~~

摘　　要：在水蒸气气氛下,制备出表面富含羟基的纳米Ti O2颗粒,然后在室温和氧化剂三氯化铁存在下,通过化学固相氧化法,在不锈钢表面制备出聚噻吩/聚吡咯/Ti O2（PTH/PPy/TiO2）薄膜。采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、热重分析（TG）、电化学阻抗（EIS）等技术手段对产物的微观形貌、热稳定性和耐腐蚀性能进行了研究,并讨论了不同纳米TiO2含量对复合材料的结构和性能的影响。结果表明,在其使用温度（20~300℃）下,PTH/PPy/6%Ti O2（质量分数）膜热分解温度为450℃,能够满足其使用要求。用PTH/PPy/TiO2膜保护的不锈钢比裸露的不锈钢的自腐蚀电位高出0.8 V以上,而腐蚀电流密度降低了2个数量级。TiO2的添加明显的提高了PTH/PPy材料的抑制腐蚀的能力,并且由于TiO2的加入能够使聚合物与无机纳米粒子之间能够紧密地结合在一起,减少膜的缺陷,增大复合材料与金属基体的力学性能,使得膜结构更加的致密,从而减缓不锈钢的腐蚀。Polythiophene（ PTH） / Polypyrrole（ PPY） / Ti O2 conductive polymer composites materials were prepared by chemical solid-phase oxidation reaction in the presence of Ti O2 nanoparticles and ferric chloride at room temperature. X-ray crystallography（ XRD）,scanning electron microscopy（ SEM）,Fourier transform infrared spectroscopy（ FT-IR）,thermogravimetric analysis（ TG） and electrochemical impedance spectroscopy（ EIS） were employed to characterize the morphology,thermal stability and anti-corrosion properties of the composites with different dopping amounts of nano-Ti O2. PTH / PPy /6% Ti O2 conductive polymer film at the application temperature（ 20 - 300 ℃） meets the anti-corrosion requirements to prevent the stainless steel corrosion with a 0. 8 V potential higher than the free corrosion potential of bare stainless steel,while the corrosion current densities are lower two orders of magnitude. Nano-Ti O2 improves the anode protection and the anti-corrosion properties of the PTH / PPY material. Furthermore,nano-Ti O2 bends the polymer tightly to increase the mechanical properties of the composites by reducing membrane defects.

关 键 词：聚噻吩/聚吡咯/二氧化钛复合物 固相氧化反应 耐腐蚀 导电高分子膜 

分 类 号：O636[理学—高分子化学]