N-metylanilin som kompositelektropolymerskyddsbeläggning på kopparyta

N-metylanilinär en organisk förening som fungerar som en viktig mellanprodukt i organisk syntes, syraabsorbent och lösningsmedel. Nyligen genomförda studier har visat att det kan användas för att bilda elektropolymerkompositbeläggningar på kopparytor.

 
Förstörelse av passiveringsfilmen på kopparytan förkortar livslängden för relaterade anläggningar

Kopparlegeringar används i stor utsträckning inom många tillverkningsområden som industriell värmeväxling och montering av elektroniska enheter på grund av deras goda duktilitet och termiska/elektriska ledningsförmåga. Men tuffa miljöer (som Cl-innehållande media) kommer att förstöra passiveringsfilmen på kopparytan och sedan korrodera metallsubstratet, vilket allvarligt hotar prestanda och livslängd för relaterade anläggningar. Ännu värre, utsläppet av koppar- och/eller koppararter i ekosystemet utgör också ett allvarligt biologiskt problem som hotar miljösäkerheten. Elektropolymerisation (ECP) kan bilda ett tunt lager av ledande polymer in situ på metallytan och utövar ett utmärkt skydd på substratet genom anodskydd och fysisk avskärmning. Under normala omständigheter måste den aktiva metallytan genomgå ett passiveringssteg innan en elektropolymerbeläggning bildas genom ECP för att tillhandahålla en stabil gränsyta, vilket indirekt begränsar in-situ-genereringen och verkansfördelarna med ECP.

På senare tid har ledande polymerer (CP) väckt stor uppmärksamhet vid beläggningstillverkning för den avstämbara konduktiviteten och hög skyddseffektivitet. Jämfört med den konventionella kemiska vägen för framställning av CP:er får elektrokemisk strategi (elektropolymerisation) via redoxen av organiska prekursorer stort fokus inom polymervetenskap, vilket leder till in-situ bildning av skyddande beläggningar på metallsubstrat som polyanilin (PANI) och polypyrrol (PPy). Det har visat sig att CP:er förbjuder upprättandet av galvanisk koppling mellan lokala anoder och katoder för deras anodskydd och elektronförmedlingsförmåga. Även om orörda elektropolymeriserade beläggningar ger flera fördelar när det gäller korrosionsinhibering, lider de också av vissa begränsningar såsom porös struktur, sämre dimensionsstabilitet och låg mekanisk integritet. Dessutom har de senaste framgångarna dokumenterat att orörda ledande beläggningar knappast utövar långsiktigt skydd för metaller i aggressiva medier. Tvärtom finns det en ökande efterfrågan på att förbättra hållbarheten hos beläggningar som används i diversifierade miljöer. Därför har det varit en utmaning för både akademiska och industriella angelägenheter att skräddarsy CP:er för att garantera deras skyddande prestanda för metaller.

Med tanke på detta introducerade Fan Baomin från Beijing Technology and Business University och andra Zhidon-salt för att bilda ett långvarigt skyddande ECP-skikt av poly(N-metylanilin)/natriumfosfat på kopparytan i ett steg, vilket kan uppnå in- reparation på plats av skadade beläggningar; i multi-scale theory. På basis av simulering föreslås konceptet att använda tidsdomän och rumsliga diffusionsbanor för att utvärdera beläggningarnas skyddande prestanda. Under olika interaktionssummeringar (elektrostatisk kraft och van der Waals-kraft) beskrivs beteendet hos specifika spårmål i beläggningen visuellt i olika stadier. Diffusionsbeteende, och erhåll sedan felmekanismen för beläggningen under service. De relevanta forskningsresultaten har titeln Långtidsskyddande mekanism av poly(N-metylanilin)/fosfat enstegs elektropolymeriserade beläggningar för koppar i 3,5 % NaCl-lösning och publicerades i den internationellt kända tidskriften "Journal of Alloys and Compounds".

BLOOM Tech N-Methylaniline produceras med hjälp av den senaste tekniken och strikta tillverkningsprocesser, vilket säkerställer dess renhet och konsistens. Detta möjliggör tillförlitlig prestanda i ett brett spektrum av applikationer, oavsett om det används inom den kemiska industrin, läkemedel, färgämnen eller andra områden.

Vi prioriterar säkerheten för våra produkter. Vår N-metylanilin genomgår rigorösa tester för att säkerställa att den uppfyller de högsta säkerhetsstandarderna, vilket minimerar eventuella risker i samband med användningen.

Långsiktig skyddsmekanism av poly(N-metylanilin)/fosfat enstegs elektropolymeriserade beläggningar för koppar i 3,5 % NaCl-lösning

Genom en elektrokemiskt lättmanövrerad jondopningsprocess doppas olika halter av natriumfosfat (1 mM, 5 mM, 10 mM) till N-metylanilinlösning och poly(N-metylanilin) ​​bildas in situ på kopparytan i ett steg. anilin)/natriumfosfat elektropolymer kompositbeläggning. Genom att utvärdera fysikaliska egenskaper som densitet, konduktivitet och vidhäftningsstyrka klargörs den optimala beredningsprocessen och används som mål för efterföljande forskning och analys.

Morfologin och den elektrokemiska analysen av beläggningarna efter blötläggning i 3,5% NaCl-lösning under olika tidsperioder utfördes. Morfologisk analys visar att PNMA-5P-kompositbeläggningen bibehåller sin ursprungliga morfologi efter nedsänkning i 30 dagar och fortfarande har god stabilitet och hydrofobicitet, vilket effektivt minskar koncentrationen av kopparjoner som frigörs i bulklösningen. Elektrokemiska tester visar att det dopade fosfatet kan bibehålla det anodiska skyddet av PNMA-skiktet, förhindra att korrosiva ämnen kommer in i kopparskiktet och stabilisera korrosionsströmtätheten på en lägre nivå. Dessutom ökar laddningsöverföringsmotståndet hos PNMA-5P-belagda prover avsevärt den elektronförmedlande förmågan hos koppar/beläggningsgränssnittet. Kompositbeläggningar har goda elektrokemiska blockeringseffekter på grund av sin täta struktur (låg porositet). Dopade fosfater leder elektricitet för att förtäta beläggningen, bibehålla anodskydd, förbättra barriäreffekten och i slutändan förbättra korrosionsbeständigheten hos det underliggande substratet.

Multiscale teoretiska beräkningar visar att fosfat stabiliserar mellan PNMA-kedjor genom elektrostatiska krafter och främjar parallell avsättning av polymeren på kopparytan. Tidsdomänen och de rumsliga diffusionsbanorna för in-situ joner indikerar skillnader i diffusionsbeteendet för korrosiva joner i de två modellerna: korrosiva joner i PNMA har en expanderad diffusionsbana och visar en tendens att migrera över beläggningen; medan in-situ korrosiva joner i kompositbeläggningen har en utökad diffusionsbana. Rörelsen av joner är begränsad till ett lokalt område. Den sammansatta beläggningen hindrar jondiiffusion och saktar ner överföringen av joner inuti beläggningen, vilket avsevärt hämmar korrosionen av metall av det korrosiva mediet, vilket överensstämmer med de experimentella resultaten. Kompositbeläggningar drar nytta av en tät struktur, bra barriär och anodisk skydd, vilket ger utmärkt långtidsskydd för underlaget.

Kemikalier och lösningar

NMA levererades av Shaanxi BLOOM Tech Co., Ltd (Xi'an, Kina), som bi-destillerades och hölls mörkt vid 270 K före användning. Analytisk Na₃PO₄NaCl, HNO₃och H₂SÅ₄lösningar och absolut etanol erhölls från Innochem Company (Beijing, Kina) och användes utan ytterligare rening. Kopparplåtar (99,9%) köptes från Tianjin Chemical Institute (Kina).