對(duì)導(dǎo)電聚苯胺防腐材料的研究

【摘 要】簡(jiǎn)述了導(dǎo)電聚苯胺的出現(xiàn)、發(fā)展及防腐機(jī)理，介紹了導(dǎo)電聚苯胺防腐材料在民用機(jī)械設(shè)備上的應(yīng)用研究成果，解決了設(shè)備的防腐難題，為導(dǎo)電聚苯胺在設(shè)備防腐蝕中的應(yīng)用提供了依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】導(dǎo)電聚苯胺；腐蝕防護(hù)

一、導(dǎo)電聚苯胺防腐機(jī)理分析

（1）傳統(tǒng)防腐機(jī)理。金屬防腐方法主要分為永久性和暫時(shí)性兩大類。對(duì)于某些金屬制件的長(zhǎng)期封存與短期防護(hù)等需要利用暫時(shí)性防腐的方法。防腐機(jī)理是根據(jù)吸附理論，防腐材料能在金屬表面吸附，使金屬的離子化傾向減少，從而減少了金屬表面原子的反應(yīng)能，使金屬表面趨于穩(wěn)定狀態(tài)。防腐材料中的防腐劑是具有極性的有機(jī)化合物，也是表面活性劑，作用機(jī)理是利用其在金屬表面吸附，隔絕了腐蝕介質(zhì)與金屬的接觸，達(dá)到防腐的目的。（2）聚苯胺特性。本征型聚苯胺簡(jiǎn)稱PAn，是一種活性聚合物，分別具有三種形態(tài)，還原態(tài)簡(jiǎn)稱LEB，中間態(tài)簡(jiǎn)稱EB，其分子中含有相等比例的氧化和還原鏈段，氧化態(tài)簡(jiǎn)稱PNB。三態(tài)之間可以相互可逆轉(zhuǎn)化。不同狀態(tài)的聚苯胺還可以通過適當(dāng)?shù)膿诫s方式獲得導(dǎo)電態(tài)聚苯胺，以加強(qiáng)其電子傳遞功能，其中最重要的是中性聚苯胺（EB）的質(zhì)子酸摻雜方式，摻雜后生成中間態(tài)鹽，簡(jiǎn)稱EBS，還原態(tài)鹽，簡(jiǎn)稱LEBS。（3）導(dǎo)電聚苯胺防腐機(jī)理。首先，導(dǎo)電聚苯胺的氧化還原電位低于銀而高于銅，遠(yuǎn)高于鐵的氧化還原電位。含有導(dǎo)電聚苯胺的防腐材料存在于鋼鐵表面上，使鐵表面電位上升，電位移向貴金屬方向；其次，在鋼鐵表面與含導(dǎo)電聚苯胺防護(hù)油脂之間生成了一層金屬氧化膜，這層膜使得鐵的電極電位處于鈍化區(qū)，可防止鋼鐵的進(jìn)一步腐蝕，該膜亦稱為鈍化膜；第三，導(dǎo)電聚苯胺是一種具有氧化還原能力的共軛高分子材料，其氧化態(tài)電位比鐵高，當(dāng)二者相互接觸時(shí)，在水和氧氣的參與下兩者發(fā)生氧化還原反應(yīng)，在界面處形成一層致密的金屬氧化膜，

二、導(dǎo)電聚苯胺防腐材料的研究

（1）導(dǎo)電聚苯胺防腐膏（油脂）。主要是以高粘度、低凝點(diǎn)的鋰基潤(rùn)滑脂為基礎(chǔ)油，添加導(dǎo)電聚苯胺和輔助添加劑而組成的新型防護(hù)封存油脂。特別適用于石油化工設(shè)備、海洋船舶、石油工業(yè)輸送管線、海上石油鉆井平臺(tái)、船塢、高鹽堿地域使用的車輛和設(shè)施等許多防腐環(huán)境特別惡劣條件金屬制件的防腐潤(rùn)滑。溫度適應(yīng)范圍-50℃～+55℃。可單獨(dú)、也可與1號(hào)或2號(hào)防銹油混合作庫(kù)存金屬制件長(zhǎng)期封存用油。也適用于低速運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的防腐蝕潤(rùn)滑，但不適合于作做高溫的機(jī)械潤(rùn)滑。其性能使用方法與傳統(tǒng)防護(hù)油脂一樣，可采用涂敷、熱浸等。在涂覆防腐膏前，金屬表面必須擦拭干凈，特別是要去除銹跡。爾后均勻涂覆薄薄一層聚苯胺防腐膏，既可有效阻止空氣、水和鹽分發(fā)揮作用，遏制金屬生銹和腐蝕的過程。（2）導(dǎo)電聚苯胺防銹密封膠。是以環(huán)氧樹脂為主劑，添加導(dǎo)電聚苯胺及輔助添加劑而組成的新型高效防腐密封材料。可用于各種金屬構(gòu)件的螺栓密封防腐。特別適用于石油化工設(shè)備、海洋船舶、石油工業(yè)輸送管線、海上石油鉆井平臺(tái)、船塢等許多防腐環(huán)境特別惡劣條件的螺栓密封防腐。該膠的研制成功將是螺紋聯(lián)接件腐蝕防護(hù)技術(shù)的新突破。導(dǎo)電聚苯胺防銹密封膠使用方法：施膠前，要將螺栓和螺栓孔的螺紋用清洗劑去油污后晾干，再將此膠涂覆在螺栓和螺栓孔的螺紋表面上，涂膠量為0.5mm～1mm厚，然后將螺栓擰入螺栓孔、擰緊即可使用。（3）導(dǎo)電聚苯胺水箱防腐劑。目前車輛裝備水冷卻系統(tǒng)普遍腐蝕嚴(yán)重，有的部位銹透、穿孔。水箱及冷卻系統(tǒng)零部件腐蝕后易造成漏水，腐蝕產(chǎn)物、銹垢容易堵塞管路，影響對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻效果，甚至有可能出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)燒損的嚴(yán)重后果。將導(dǎo)電聚苯胺水箱防腐劑添加到發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系采用的冷卻劑中，使水箱及冷卻系統(tǒng)零部件腐蝕速度明顯降低直至停止，也能起到抑制水垢形成作用。使用過程中，視冷卻劑損耗情況，由加水口處可一次性加入，也可隨時(shí)補(bǔ)加。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，使用該防腐劑，將使水冷發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的耐腐蝕壽命提高2～5倍，可以有效解決冷卻系統(tǒng)的“跑、冒、滴、漏”等問題。該防腐技術(shù)的運(yùn)用預(yù)計(jì)是目前國(guó)內(nèi)外采用緩蝕劑技術(shù)解決發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)防腐蝕的理想方案。對(duì)解決應(yīng)急部隊(duì)長(zhǎng)期存放的車輛發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)防腐蝕問題更有其顯著的應(yīng)用價(jià)值。（4）導(dǎo)電聚苯胺金屬切削液。為了減小工件、機(jī)床、刀具受周圍介質(zhì)的腐蝕，要求金屬切削液具有一定的防銹作用。防銹作用的好壞，取決于切削液本身性能和加入的防銹添加劑的作用。在氣候潮濕地區(qū)，特別是精密機(jī)加工設(shè)備及高精度零件需要，對(duì)防銹作用的要求顯得更為突出。在現(xiàn)行的切削液中加入導(dǎo)電聚苯胺等替代原配方中的防銹劑，可顯著提高切削液的防銹性能，延長(zhǎng)工件在工序間周轉(zhuǎn)的抗銹蝕時(shí)間，降低機(jī)床維護(hù)保養(yǎng)工時(shí)、費(fèi)用和勞動(dòng)強(qiáng)度。成本為市場(chǎng)中等價(jià)格，其科技含量處于國(guó)內(nèi)前沿水平。

三、結(jié)論

通過實(shí)驗(yàn)室對(duì)比試驗(yàn)表明：上述防腐材料為提高車輛抗惡劣環(huán)境性能提供了新的技術(shù)手段；極大地提高了油脂、防銹膠、冷卻液及金屬切削液的防護(hù)性能，對(duì)其它防腐材料的開發(fā)具有重大促進(jìn)作用；改進(jìn)了車輛保養(yǎng)工藝手段、降低了工作強(qiáng)度及提高了車輛保養(yǎng)質(zhì)量和效率。解決了高溫、高濕、高鹽霧地區(qū)車輛防護(hù)與保養(yǎng)的難題，將產(chǎn)生重大的經(jīng)濟(jì)效益。