[发明专利]电活性可交联聚芳醚、制备方法及其在防腐方面的应用

说明书

技术领域

本发明属于功能高分子材料领域，具体涉及一种新型的以苯胺齐聚物作为侧链的电活性可交联聚芳醚聚合物及其制备方法，以及其在盐水条件下对T301钢的防腐应用。

背景技术

聚苯胺是一种可导电的高分子材料，具有多样化的结构和特殊的掺杂机制，优异的化学和电化学性能及良好的环境稳定性，这些优点使其应用于电子仪器、军事屏蔽、抗静电涂料和防腐涂料等多个领域。但由于其不溶、不熔，可加工性差等缺点，使其应用受到很大限制，作为聚苯胺模型化合物的苯胺齐聚物，由于其分子结构规整，溶解性以及加工性好等优点已成为目前研究的热点。

聚合物交联是一种重要的材料改性的方法，主要包括辐射交联和化学交联。其中紫外辐射交联因其反应条件温和、交联均匀可控、穿透力强、应用范围广等优点而受广大科研工作者青睐。聚合物经交联后分子链间作用力急剧增大，从而使聚合物的溶解性降低，机械性能大幅提高，使材料性能得到改善。

本发明旨在合成一种含有苯胺链段的电活性可交联聚芳醚聚合物，解决聚苯胺溶解性加工性差等问题，在聚合物中引入可交联基团，通过控制紫外光照射的时间改变聚合物薄膜的致密程度，从而改变聚合物薄膜的电活性，并对该聚合物在盐水条件下对T301钢的防腐性质进行研究。

发明内容

本发明提供了电活性可交联聚芳醚、制备方法以及其在盐水条件下对T301钢的防腐应用。

本发明所述的电活性可交联聚芳醚聚合物，其结构式如下所示：

其中，

n为正整数，表示聚合度；y、a为正整数，为0或1。

本发明所述的内容还包括电活性可交联聚芳醚的制备方法及其在盐水中对钢铁材料防腐应用两部分。

首先是利用还原态母体苯胺四聚体和二氟苯甲酰氯反应得到含有苯胺链段的电活性双氟单体F(该单体的合成、表征等内容详见中国专利：201010293748.7，侧链型电活性聚芳醚聚合物及其制备方法)，然后将电活性双氟单体F和烯丙基双酚A单体聚合得到电活性可交联聚芳醚聚合物。将该聚合物配成适当浓度，涂覆在T301钢表面，将T301钢的其余部分用密封绝缘，在盐水中测试其电化学阻抗以及极化曲线。

具体的，本发明所述的电活性可交联聚芳醚聚合物(Ⅰ)的制备方法，其步骤如下：

(1)将电活性双氟单体F、带有烯烃基团的双酚单体N(烯丙基双酚A或雌烯双酚，其结构式如(Ⅲ)所示)和调节单体M(对苯二酚或4,4’-二氟二苯甲酮，其结构式如(Ⅳ)所示)，加入到高沸点有机溶剂(如N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基酰胺、二甲基亚砜等)中，使-F和-OH两基团等当量，再加入摩尔质量为羟基基团1.05～1.1倍的碳酸钾或碳酸钠，氮气保护下磁力搅拌；

(2)待原料溶解后加入溶剂体积30％～40％的甲苯，氮气保护下将反应体系加热到120～130℃，甲苯带水2～3小时；然后提高反应温度至140～150℃，将甲苯蒸出，再加热到190～200℃反应6～8小时；

(3)待体系冷却到室温后，将混合物倾入蒸馏水中，搅拌析出沉淀后用蒸馏水洗涤3～5次，再用无水乙醇洗涤2～4次，然后在35～45℃的真空条件下干燥20～30小时，从而得到本发明所述的电活性可交联聚芳醚聚合物。

电活性双氟单体F的结构式：

带有烯烃基团的双酚单体N结构式：

调节单体M结构式：

本发明所涉及的金属防腐测试方法如下：

首先将本发明所制备的聚芳醚聚合物于N,N-二甲基乙酰胺中配制成质量分数为20％的溶液，将表面磨光的1cm×2cm的T301钢片在甲苯、丙酮、蒸馏水、无水乙醇中分别超声清洗两次，置于烘箱中干燥；然后将配置好的溶液旋涂在T301钢片上，旋涂时采用500r/min的速度30s，1000r/min的速度60s的方式，控制膜厚在1μm左右，然后用紫外光(波长为313nm)照射使其交联，控制照射时间为0min、1min、2min、3min、4min、5min。其他厚度的样品采用滴涂的方式，控制膜厚分别为3μm、5μm、10μm左右，将钢片背面及四周边缘用环氧树脂密封，使其除涂膜位置全部绝缘，这样就成功制备出了聚芳醚/T301钢电极。以质量分数为3.5％的氯化钠溶液作为测试溶液，以聚芳醚/T301钢电极为工作电极，铂丝为对电极，Ag/AgCl为参比电极的三电极体系作为测试条件进行防腐测试。

附图说明