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随着国民经济的高速发展，金属材料在国际贸易中扮演着越来越重要的角色。当金属材料与腐蚀性介质接触时，会发生不可逆的化学反应，形成腐蚀位点。金属腐蚀会导致严重的经济损失及危害。导电聚合物的出现给这一问题带来了解决办法，其中以聚苯胺为代表的导电聚合物被广泛研究并应用在金属材料的抗腐蚀保护方面。然而聚苯胺链间存在较强的刚性及相互作用，在加工上存在一定的困难，限制了其应用范围。改性聚苯胺/无机粒子复合物很好的解决了这个问题，一方面减弱了分子链间的作用力另一方面加入的无机物粒子还可增加腐蚀介质路径的曲折度，进一步起到保护金属材料的作用;此外，复合聚合物与金属形成的不溶物或络合物也可以对金属材料起到保护作用。因此本文开展了甲基环取代聚苯胺/氧化锌的制备及耐腐蚀性能研究，寻找耐腐蚀性能优良的复合物材料。
本文采用液相共沉淀法制备了粒径约为250nm的氧化锌粉体，并研究了不同表面活性剂对氧化锌形貌及粒径的影响。在冰浴条件下以盐酸为掺杂剂，过硫酸铵为成链氧化剂，通过化学氧化法分别制备了聚邻甲苯胺(POT)、聚间甲苯胺(PMT)、聚对甲苯胺(PPT)三种均聚物。然后，利用原位聚合法分别制备了氧化锌含量为7wt.％、14wt.％的聚邻甲苯胺、聚间甲苯胺、聚对甲苯胺复合材料(分别标记为POT/ZnO-1、POT/ZnO-2、PMT/ZnO-1、PMT/ZnO-2、PPT/ZnO-1、PPT/ZnO-2)。利用傅立叶变换红外光谱、紫外可见光光谱、X射线衍射光谱、扫描电子显微镜、循环伏安测试，对上述样品的结构和性能进行了表征。之后将合成的ZnO、POT、PMT、PPT、POT/ZnO、PMT/ZnO、PPT/ZnO分别溶入水性聚氨酯(WPU)中，采用溶液浇铸法制备复合涂层。并通过在3.5wt.％NaCl溶液中的极化曲线测试、交流阻抗测试、盐水浸泡及盐雾实验对涂层的防腐性能进行了分析研究，得到如下结果:
1.通过液相共沉淀法制备出ZnO。结果表明:添加十六烷基三甲基溴化铵表面活性剂得到的ZnO粒径最小为237.3nm，形状为锥形。添加柠檬酸钾和聚乙烯吡咯烷酮的ZnO分别呈现出255.8nm的锥状和305.4nm的片状结构。
2.通过在3.5％的NaCl溶液中测试聚邻甲苯胺/氧化锌涂层的极化曲线发现，当氧化锌含量为7wt.％，聚邻甲苯胺含量为5wt.％时的POT/ZnO复合物涂层表现出优异的耐腐蚀性能。其腐蚀速率为3.21×10-3mm/a，要低于裸钢的腐蚀速率5.98×10-1mm/a低2个数量级。
3.通过测试聚间甲苯胺/氧化锌涂层的极化曲线发现，当氧化锌含量为7wt.％，复合物含量为5wt.％时的PMT/ZnO复合物涂层表现出优异的耐腐蚀性能。其腐蚀速率为5.84×10-2mm/a，高于同等含量的聚邻甲苯胺/氧化锌涂层。
4.在对聚对甲苯胺/氧化锌涂层的极化曲线分析发现，氧化锌含量为14wt.％，复合物含量为5wt.％时，涂层的腐蚀速率为1.19×10-3mm/a，耐腐蚀性能要好于其它同等系列的涂层。
5.分别通过720小时(30天)的盐水浸泡和396小时（16.5天）的盐雾实验，发现复合物含量为5wt.％时，三种甲基环取代聚苯胺/氧化锌复合涂层都表现出优异的耐腐蚀性能。其中最优的复合涂层之间的耐腐蚀顺序为:5wt.％(PPT/ZnO-2)/95wt.％WPU＞5wt.％(POT/ZnO-1)/95wt.％WPU＞5wt.％(PMT/ZnO-1)/95wt.％WPU＞裸钢，该结论与极化曲线及交流阻抗的结果一致。
本文采用液相共沉淀法制备了粒径约为250nm的氧化锌粉体，并研究了不同表面活性剂对氧化锌形貌及粒径的影响。在冰浴条件下以盐酸为掺杂剂，过硫酸铵为成链氧化剂，通过化学氧化法分别制备了聚邻甲苯胺(POT)、聚间甲苯胺(PMT)、聚对甲苯胺(PPT)三种均聚物。然后，利用原位聚合法分别制备了氧化锌含量为7wt.％、14wt.％的聚邻甲苯胺、聚间甲苯胺、聚对甲苯胺复合材料(分别标记为POT/ZnO-1、POT/ZnO-2、PMT/ZnO-1、PMT/ZnO-2、PPT/ZnO-1、PPT/ZnO-2)。利用傅立叶变换红外光谱、紫外可见光光谱、X射线衍射光谱、扫描电子显微镜、循环伏安测试，对上述样品的结构和性能进行了表征。之后将合成的ZnO、POT、PMT、PPT、POT/ZnO、PMT/ZnO、PPT/ZnO分别溶入水性聚氨酯(WPU)中，采用溶液浇铸法制备复合涂层。并通过在3.5wt.％NaCl溶液中的极化曲线测试、交流阻抗测试、盐水浸泡及盐雾实验对涂层的防腐性能进行了分析研究，得到如下结果:
1.通过液相共沉淀法制备出ZnO。结果表明:添加十六烷基三甲基溴化铵表面活性剂得到的ZnO粒径最小为237.3nm，形状为锥形。添加柠檬酸钾和聚乙烯吡咯烷酮的ZnO分别呈现出255.8nm的锥状和305.4nm的片状结构。
2.通过在3.5％的NaCl溶液中测试聚邻甲苯胺/氧化锌涂层的极化曲线发现，当氧化锌含量为7wt.％，聚邻甲苯胺含量为5wt.％时的POT/ZnO复合物涂层表现出优异的耐腐蚀性能。其腐蚀速率为3.21×10-3mm/a，要低于裸钢的腐蚀速率5.98×10-1mm/a低2个数量级。
3.通过测试聚间甲苯胺/氧化锌涂层的极化曲线发现，当氧化锌含量为7wt.％，复合物含量为5wt.％时的PMT/ZnO复合物涂层表现出优异的耐腐蚀性能。其腐蚀速率为5.84×10-2mm/a，高于同等含量的聚邻甲苯胺/氧化锌涂层。
4.在对聚对甲苯胺/氧化锌涂层的极化曲线分析发现，氧化锌含量为14wt.％，复合物含量为5wt.％时，涂层的腐蚀速率为1.19×10-3mm/a，耐腐蚀性能要好于其它同等系列的涂层。
5.分别通过720小时(30天)的盐水浸泡和396小时（16.5天）的盐雾实验，发现复合物含量为5wt.％时，三种甲基环取代聚苯胺/氧化锌复合涂层都表现出优异的耐腐蚀性能。其中最优的复合涂层之间的耐腐蚀顺序为:5wt.％(PPT/ZnO-2)/95wt.％WPU＞5wt.％(POT/ZnO-1)/95wt.％WPU＞5wt.％(PMT/ZnO-1)/95wt.％WPU＞裸钢，该结论与极化曲线及交流阻抗的结果一致。