Исследование модифицированных полианилином водно-дисперсионных материалов и покрытий

747

Журнал прикладной химии. 2021. Т. 94. Вып. 6

УДК 667.657.2:544.77

ИССЛЕДОВАНИЕ МОДИФИЦИРОВАННЫХ ПОЛИАНИЛИНОМ

ВОДНО-ДИСПЕРСИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ И ПОКРЫТИЙ

А. А. Ильин¹, Е. А. Индейкин¹

¹ Ярославский государственный технический университет,

150023, г. Ярославль, Московский пр., д. 88

² Институт проблем химической физики РАН,

142432, Московская обл., г. Черноголовка, пр. Академика Семенова, д. 1

E-mail: kurbatovvg@list.ru

Поступила в Редакцию 6 ноября 2020 г.

После доработки 10 июня 2021 г.

Принята к публикации 10 июня 2021 г.

Показано, что введение дисперсии полианилина в алкидно-уретановую эмульсию приводит к сниже-

нию среднего размера частиц модифицированной дисперсии. Введение недопированного полианилина

приводит к увеличению устойчивости модифицированной дисперсии во всем исследуемом диапазоне

содержаний. Установлено, что введение допированного (до 2.6 мас%) и недопированного полианилина

(до 3.9 мас%) в покрытия приводит к увеличению как начальной скорости отверждения, так и содер-

жания сетчатого полимера. Спектроскопией электрохимического импеданса и поляризационными ис-

следованиями показано, что введение полианилина как в допированной, так и в недопированной форме

приводит к снижению плотности тока коррозии стали под покрытиями и повышению их импеданса.

Ключевые слова: полианилин; алкидно-уретановый олигомер; водные дисперсии; отверждение; адге-

зия; противокоррозионные свойства

DOI: 10.31857/S0044461821060098

Разработка лакокрасочных материалов с пони-

диспергирования в используемой пленкообразующей

женной токсичностью — одно из перспективных

системе.

направлений лакокрасочной отрасли [1]. Токсичность

Возможность получения устойчивых водных

лакокрасочных материалов обусловлена наличием

дисперсий полианилина [4] позволяет вводить их в

летучих органических растворителей, содержащихся

водно-дисперсионные материалы, исключая энерго-

в пленкообразующей системе, и использованием в их

емкую стадию диспергирования. Однако в литературе

составе токсичных противокоррозионных пигментов,

отсутствуют работы, посвященные совмещению во-

содержащих соединения тяжелых металлов (хрома,

дных дисперсий полианилина с водными дисперси-

свинца, стронция). Снижения токсичности, обуслов-

ями или эмульсиями пленкообразующих полимеров.

ленной этой причиной, можно добиться, используя

Цель работы — изучение устойчивости и отверж-

пленкообразующую систему на основе водных дис-

дения совмещенных водных дисперсий на основе

персий полимеров, при формировании покрытий из

полианилина и алкидно-уретановых олигомеров, а

которых не происходит загрязнение окружающей

также определение противокоррозионных свойств

среды летучими органическими растворителями.

полученных покрытий.

В качестве перспективных нетоксичных проти-

вокоррозионных пигментов могут использоваться

Экспериментальная часть

проводящие полимеры, в частности полианилин [2],

а также композиты на его основе [3]. Полианилин

В качестве пленкообразующей системы использо-

вводится в состав полимерных композиций путем его валась водная эмульсия алкидно-уретанового олиго-

748

Курбатов В. Г. и др.

мера с массовой долей нелетучих веществ 45 ± 2%,

АО «Купавнареактив»). В качестве допанта поли-

средним размером частиц 1.34 ± 0.2 мкм, pH 6.5 ± 0.5.

анилина была выбрана соляная кислота (х.ч., АО

Эмульгирование алкидно-уретанового олигомера (по-

«ЭКОС-1»), в качестве стабилизирующей системы

лучен в производственном цикле на ОАО «Русские

водной дисперсии — смесь гидроксиэтилцеллюлозы

краски») осуществляли в воде с добавлением ок-

(Dow Chemical Company) и карбоксилсодержащего

сиэтилированного алкилфенола (ОП-7) (ООО «АО

олигомера с боковым оксиэтиленовым фрагментом

РЕАХИМ») (содержание составляло 10% от массы

(M_n ~ 1500), которая позволяет получить наиболее

загруженного алкидно-уретанового лака) и поливи-

устойчивые дисперсные системы, как было доказано

нилового спирта (Clariant) (содержание 3% от массы

ранее [5, 6]. Карбоксилсодержащий поверхностно-ак-

загруженного лака) при температуре 60-80°С с по-

тивный олигомер получен авторами радикальной

мощью гомогенизатора HG 15D с системой ротор-

сополимеризацией глицидилметакрилата (ООО «ГК

статор при частоте вращения ротора 10 000 об·мин^-1

«Техпром»»), модифицированного полиэтиэтиленгли-

(Daihan Scientific).

колем (ООО «АргоТранс»), и метакриловой кислоты

Дисперсии полианилина в виде эмеральдиновой

(ООО «ГК «Техпром»») в растворе пропанола-2 (х.ч.,

соли были получены окислительной полимериза-

АО «Купавнареактив») при температуре 80 ± 2°С,

цией анилина (х.ч., АО «Купавнареактив») в водной

в качестве инициатора использовали Порофор

среде в присутствии персульфата аммония (х.ч., АО

ЧХЗ 57 (ООО «Кемикал Лайн»). Синтез проводили в

«Купавнареактив») с последующим превращени-

трехгорлой колбе, снабженной механической мешал-

ем в эмеральдиновое основание введением водного

кой, термометром и капельной воронкой, в течение

раствора аммиака (концентрация 1 моль·дм³) (х.ч.,

7 ч.

Содержание водных дисперсий полианилина в мо-

ПЭ-5400УФ (ООО «Экрос-Аналитика»). Расчет ки-

дифицированных материалах составляло 0-15 мас%,

нетической седиментационной устойчивости (КСУ)

что соответствует содержанию полианилина в по-

и термодинамической седиментационной устойчи-

крытиях 0-3.9 мас%. Нанесение покрытий осущест-

вости (ТСУ) проводили по методике.^* Содержание

вляли с помощью винтового аппликатора с зазором

сетчатого полимера в композициях оценивали путем

100 мкм. Отверждение покрытий на основе моди-

экстракции растворимой части в аппарате Сокслета

фицированных композиций проводили 2 ч при 60°С,

ацетоном (ч.д.а., АО «ЭКОС-1») в течение 6 ч.

затем 6 ч при температуре 110°С. Такой режим обе-

Адгезию сформированных покрытий оценивали

спечивает получение бездефектных покрытий за счет

методом нормального отрыва и электрохимического

постепенного удаления воды из композиции.

отслаивания. Установка для определения адгезии

Размер частиц модифицированных дисперсий

методом электрохимического отслаивания состоит

определяли методом динамического светорассея-

из следующих частей: источника питания УИП-1

ния на приборе Nanotrac Ultra 151 (MicroTrac).

(Таллиннский завод измерительных приборов), муль-

Определение размера частиц проводили непосред-

тиметра Актаком АВМ-4401 (ООО «АКТАКОМ»),

ственно после совмещения алкидно-уретановой

стакана из борсиликатного стекла (объемом 600 мл) и

эмульсии с дисперсией полианилина. Реологические

двух электродов из нержавеющей стали (12Х18Н10Т),

свойства модифицированных водных дисперсий бы-

стальной пластинки (сталь 08кп) с нанесенным испы-

ли изучены с помощью ротационного вискозиметра

туемым покрытием. На покрытие нанесены два па-

Rheomat RM 180 (ProRheo) с измерительной систе-

раллельных надреза калиброванным лезвием длиной

мой в виде коаксиальных цилиндров в диапазоне

скоростей сдвига 100-1000 с^-1. Оптическую плот-

* Фролов Ю. Г. Курс коллоидной химии. Поверх-

ность модифицированных водных дисперсий опре-

ностные явления и дисперсные системы. М.: Химия, 1988.

деляли с помощью однолучевого спектрофотометра

С. 252-255.

Исследование модифицированных полианилином водно-дисперсионных материалов и покрытий

749

2 см и на расстоянии 1 см друг от друга. В стакан опу-

определяли, исходя из краевых углов смачивания

скали электроды и добавляли раствор NaOH (х.ч., АО

различными жидкостями.

«Купавнареактив») (концентрация 0.5 моль·дм^-3) вы-

ше уровня надрезов на 2 см. После включения источ-

Обсуждение результатов

ника питания (величина напряжения при испытании

6.3 В) фиксировали изменение силы тока во времени.

При модифицировании водных дисперсий поли-

Сила тока прямо пропорциональна рабочей площади

анилина с эмульсиями алкидно-уретанового оли-

электрода, что позволяет оценить степень отслаива-

гомера не наблюдается образования коагулята, что

ния покрытия за определенное время. На основании

позволяет говорить о достаточно высокой седимен-

полученных данных строили зависимости относи-

тационной устойчивости продукта. Это, вероятно,

тельного увеличения силы тока от времени выдерж-

связано с тем, что частицы дисперсной фазы водных

ки, которые позволяли оценить адгезию покрытий.

эмульсий олигомера и дисперсий полианилина близ-

Потенциодинамические исследования проводили с

ки по размеру.

помощью потенциостата/гальваностата P-30J в режи-

Введение до 5 мас% дисперсии допированного по-

ме линейной развертки потенциала (ООО «Элинс»).

лианилина не влияет на гранулометрический состав

Скорость развертки потенциала составляла 5 мВ·с^-1.

модифицированной системы (рис. 1, а, кривая 2).

В качестве рабочего электрода использовали сталь-

Введение 10 мас% дисперсии полианилина приводит

ную пластинку (сталь 08кп) с нанесенным покры-

к появлению плеча на кривой распределения частиц

тием. На полимерном покрытии делался надрез до

дисперсной фазы по размерам (рис. 1, а, кривая 3),

металла с помощью калиброванного лезвия.

что соответствует росту доли частиц полианили-

Импедансометрические измерения проводили на

на, обладающего меньшими размерами (рис. 1, а,

импедансометре Z-1500P (ООО «Элинс») в диапазоне

кривая 5). Дальнейшее увеличение содержания дис-

частот 0.05 Гц-100 кГц. В качестве коррозионно-ак-

персии полианилина приводит к смешению кривой

тивной среды использовали 3%-ный водный раствор

распределения частиц совмещенной дисперсии по

NaCl (х.ч., АО «Купавнареактив»).

размерам в область меньших размеров частиц, при

Краевой угол смачивания определяли методом, ос-

этом система становится более полидисперсной.

нованным на определении геометрических размеров

При введении в алкидно-уретановые эмульсии

капли, нанесенной на твердую поверхность: по высо-

5 мас% дисперсии недопированного полианилина

те и радиусу или диаметру площади контакта капли с

наблюдается рост полидисперсности модифициро-

поверхностью. Геометрические размеры капли фик-

ванной системы (рис. 1, б). Дальнейшее увеличение

сировали с помощью горизонтального микроскопа

содержания дисперсии недопированного полианили-

МГ-1 (Новосибирский приборостроительный завод).

на так же, как и в случае с допированным, приводит к

Критическое поверхностное натяжение покрытий

смещению кривой распределения в область меньших

Рис. 1. Кривые распределения частиц по размерам модифицированных водных дисперсий алкидно-уретановых

олигомеров с допированным (а) и недопированным полианилином (б).

Содержание дисперсии полианилина (мас%): 1 — 0, 2 — 5, 3 — 10, 4 — 15, 5 — 100.

750

Курбатов В. Г. и др.

размеров. Однако при введении недопированного

ностей дисперсной фазы и среды снижают скорость

полианилина (15 мас%) кривая распределения ча-

седиментации частиц полианилина. Увеличение зна-

стиц по размеру становится бимодальной (рис. 1, б,

чений КСУ и ТСУ (табл. 1) при использовании недо-

кривая 4).

пированного полианилина говорит о росте устойчи-

Изменение гранулометрического состава дисперс-

вости модифицированных дисперсий. С увеличением

ной системы должно отражаться на ее седимента-

содержания допированного полианилина в модифи-

ционной устойчивости. При содержании дисперсии

цированных дисперсиях КСУ и ТСУ снижаются, что

допированного полианилина до 10 мас% в модифи-

говорит об уменьшении устойчивости и согласуется

цированной дисперсии устойчивость ее возрастает

с результатами измерения оптической плотности дис-

(рис. 2, а), что связано с уменьшением размера частиц

персных систем (рис. 2, а, кривые 3 и 4).

дисперсной фазы. При введении дисперсии поли-

Реологические свойства материала определяют оп-

анилина 15 мас% в модифицированной дисперсии,

тимальные условия его нанесения. Исходная эмуль-

несмотря на то что наблюдается снижение среднего

сия алкидно-уретанового олигомера обладает ярко

размера частиц, седиментационная устойчивость сни-

выраженным псевдопластическим характером тече-

жается. Это можно объяснить снижением вязкости мо-

ния, рис. 3, а, б). Введение дисперсии допированного

дифицированной дисперсии системы с увеличением

полианилина (10 мас% и более) приводит к смене

содержания полианилина (рис. 3, а). Уменьшение вяз-

псевдопластического характера течения на ньюто-

кости системы в большей степени влияет на ее устой-

новский. Это обусловлено разбавлением системы

чивость, чем размер частиц дисперсной фазы, кото-

из-за невысокого содержания полимера в дисперсии

рый остается на уровне 1 мкм. Еще одной причиной,

полианилина. Аналогичные зависимости наблюдают-

приводящей к увеличению седиментации, является

ся и при введении дисперсий недопированного поли-

увеличение содержания частиц, характеризующихся в

анилина (рис. 3, в, г). Незначительные различия при

1.5 раза большей плотностью по сравнению со средой.

использовании допированного и недопированного

Использование для модификации дисперсии не-

полианилина состоят только в абсолютных значениях

допированного полианилина повышает седимен-

динамической вязкости. При модифицировании допи-

тационную устойчивость дисперсии, несмотря на

рованной формой полианилина вязкость дисперсий

увеличение полидисперсности (рис. 2, б). Одним из

выше по сравнению с недопированной. С учетом

возможных объяснений может служить следующее

соизмеримости динамической вязкости модифици-

обстоятельство: перевод полианилина из допирован-

рованных дисперсий, содержащих как допирован-

ной формы в недопированную сопровождается сни-

ный, так и недопированный полианилин, основными

жением плотности дисперсной фазы. Это приводит к

факторами, влияющим на седиментационную устой-

тому, что плотности дисперсной фазы и дисперсион-

чивость, будут разница плотностей дисперсионной

ной среды становятся близки. Близкие значения плот-

среды и дисперсной фазы, а также размер частиц

Рис. 2. Изменение оптической плотности модифицированных водных дисперсий на основе алкидно-уретанового

олигомера с допированным (а) и недопированным полианилином (б).

Содержание дисперсии полианилина (мас%): 1 — 0, 2 — 5, 3 — 10, 4 — 15.

Исследование модифицированных полианилином водно-дисперсионных материалов и покрытий

751

Таблица 1

Кинетическая седиментационная устойчивость и термодинамическая седиментационная устойчивость

модифицированных водно-дисперсионных материалов на основе алкидно-уретановых олигомеров

и полианилина

Содержание дисперсии полианилина,

Кинетическая седиментационная

Термодинамическая седиментационная

мас%

устойчивость × 10³, с^-1

устойчивость ×10⁷, м

1.7

5.7

Допированный полианилин

0.64

5.7

0.36

5.7

0.31

9.6

Недопированный полианилин

0.33

3.4

0.41

9.6

0.59

27.0∙

Рис. 3. Кривые течения и вязкости модифицированных дисперсий на основе алкидно-уретанового олигомера и до-

пированного (а, б) и недопированного полианилина (в, г).

Содержание дисперсии полианилина (мас%): 1 — 0, 2 — 5, 3 — 10, 4 — 15.

752

Курбатов В. Г. и др.

дисперсной фазы. С уменьшением размера частиц

отверждения за счет окислительно-восстановитель-

модифицированной системы связано повышение ее

ной активности. Дальнейшее увеличение содержания

ТСУ при содержании дисперсии допированного по-

допированного полианилина в композиции приводит

лианилина 15 мас%.

к снижению содержания сетчатого полимера. Это

Покрытия на основе модифицированной ал-

обусловлено тем, что допированный полианилин

кидно-уретановой эмульсии формируются за счет

характеризуется высокой кислотностью (pH водной

окислительной полимеризации по двойным связям в

вытяжки ~2.5), что приводит к гидролизу сложно-

жирнокислотных остатках олигомера, которая уско-

эфирных связей и, как следствие, снижению содер-

ряется солями металлов переменной валентности.

жания сшитого полимера.

Полианилин может оказывать сходное действие, при-

Использование недопированного полианилина

водя к изменению скорости и глубины отверждения

приводит к увеличению как сетчатого полимера

таких покрытий за счет возможности обратимого пе-

в покрытии (рис. 4, б), так и начальной скорости

рехода между лейкоэмеральдиновой, эмеральдиновой

отверждения композиций (табл. 2). Незначительное

и пернигранилиновой формами.

снижение содержания сетчатого полимера при

Введение допированного полианилина до

3.9 мас% недопированного полианилина по сравне-

2.6 мас% приводит к росту содержания сетчато-

нию с композициями, содержащими 1.3 и 2.6 мас%

го полимера. Увеличивается и начальная скорость

недопированного полианилина, может быть обуслов-

отверждения композиции в присутствии допирован-

лено тем, что происходит агрегация его частиц. Это

ного полианилина (табл. 2). Это позволяет предпо-

в свою очередь приведет к уменьшению удельной

ложить, что полианилин играет роль дополнительно

поверхности и, следовательно, к снижению катали-

введенного сиккатива, приводя к ускорению процесса

тического действия.

Таблица 2

Зависимость начальной скорости отверждения от содержания полианилина в покрытии

Начальная скорость отверждения × 10³, мин^-1

Содержание полианилина, мас%

допированный полианилин

недопированный полианилин

4.73

1.3

8.16

9.21

2.6

7.97

10.85

3.9

4.55

5.89

Рис. 4. Кинетические кривые отверждения композиций на основе эмульсии алкидно-уретанового олигомера, со-

держащего водные дисперсии допированного (а) и недопированного полианилина (б).

Содержание полианилина (мас%): 1 — 0, 2 — 1.3, 3 — 2.6, 4 — 3.9.

Исследование модифицированных полианилином водно-дисперсионных материалов и покрытий

753

Наличие в молекуле полианилина полярных групп

Введение недопированного полианилина в алкид-

может оказывать влияние и на адгезию получаемых

но-уретановые покрытия также приводит к снижению

покрытий. Введение допированного полианилина

адгезии покрытий (рис. 5, б). При введении недопи-

в покрытия, сформированные на основе водных

рованного полианилина адгезия покрытий снижается

эмульсий алкидно-уретанового олигомера, приводит

значительно сильнее, чем при введении в покрытия

к снижению адгезии (рис. 5). С ростом содержания

допированного полианилина. Это обусловлено тем,

полианилина в покрытиях адгезионная прочность

что карбоксильные группы алкидно-уретанового

увеличивается, однако остается на более низком уров-

олигомера могут выступать в качестве допанта для

не по сравнению с немодифицированным покрытием.

молекул полианилина, что не позволяет образовывать

Вероятно, снижение адгезии связано при малых со-

пленкообразователю связи с металлической подлож-

держаниях (до 1.3 мас%) с тем, что функциональные

кой. В результате этого снижается количество функ-

группы алкидно-уретанового олигомера вступают

циональных групп, способных взаимодействовать с

во взаимодействие с полианилином, а не с группами

металлом, и, как следствие, адгезия покрытий снижа-

на поверхности металла. Однако при увеличении со-

ется в большей степени, чем при использовании до-

держания полианилина более 1.3 мас% его молекулы

пированного полианилина. Результаты, полученные

преимущественно вступают во взаимодействие друг

с помощью метода электрохимического отслаивания,

с другом, а алкидно-уретановый олигомер взаимо-

хорошо согласуются с данными, полученными при

действует с различными группами на поверхности

определении адгезии методом нормального отрыва

металла, увеличивая прочность адгезионной связи.

(рис. 6). В случае алкидно-уретанового покрытия

Рис. 5. Кинетические кривые процесса отслаивания покрытия на основе алкидно-уретанового олигомера, содер-

жащего допированный (а) и недопированный полианилин (б).

Содержание полианилина (мас%): 1 — 0, 2 — 1.3, 3 — 2.6, 4 — 3.9.

Рис. 6. Фотографии алкидно-уретановых покрытий после определения адгезии методом нормального отрыва

(а — без полианилина, б — 2.6 мас% допированного полианилина, в — 2.6 мас% недопированного полианилина).

754

Курбатов В. Г. и др.

без полианилина наблюдается отрыв по клеевому

и для ряда образцов до 10⁷ Ом на низких частотах

слою (усилие отрыва 2 МПа) (рис. 6, а), тогда как

переменного тока (рис. 7). Это обусловлено образо-

при введении допированного и недопированного по-

ванием на поверхности металла слоя плотного Fe₃O₄.

лианилина происходит адгезионный отрыв покрытия

Подтверждением образования слоя магнетита на по-

от подложки (рис. 6, б, в), причем для покрытий с

верхности стали служат спектры диффузного отра-

допированным полианилином наблюдается адгезион-

жения для стали до и после испытаний [7], причем

ный отрыв 50-55% площади испытуемого покрытия

лучшими защитными свойствами характеризуются

(1.5 МПа) (рис. 6, б), а с недопированным — адгези-

покрытия, содержащие допированный полианилин,

онный отрыв 80-85% площади (1 МПа) (рис. 6, в).

который должен снижать активную часть импедан-

Увеличение площади адгезионного отрыва при сни-

са. При этом, вероятно, толщина слоя магнетита,

жении усилия, необходимого для этого, подтверждает

образующегося в присутствии допированного поли-

снижение адгезии покрытий, содержащих полиани-

анилина, выше, чем и обусловлено большее значение

лин.

импеданса.

Спектроскопией электрохимического импедан-

Еще одной из возможных причин изменения импе-

са показано, что введение как допированного, так

данса покрытий при введении полианилина является

и недопированного полианилина приводит к росту

изменение поверхностной энергии покрытий и, как

полного сопротивления покрытия с 10⁴ до 10⁵ Ом

следствие, краевого угла смачивания. При введении

Рис. 7. Спектры электрохимического импеданса покрытий, полученных на основе алкидно-уретанового олигомера

и допированного (б-г) и недопированного полианилина (д-ж).

Содержание полианилина (мас%): а — 0; б, д — 1.3; в, е — 2.6; г, ж — 3.9.

Время экспозиции в 3%-ном растворе NaCl (сут): 1 — 0, 2 — 1, 3 — 3, 4 — 7, 5 — 14.

Исследование модифицированных полианилином водно-дисперсионных материалов и покрытий

755

Рис. 7. Продолжение.

допированного полианилина краевой угол смачива-

полианилина гидрофильность покрытия увеличива-

ния достигает максимального значения при содержа-

ется. Это хорошо коррелирует с данными спектро-

нии дисперсии полианилина 1.3 мас% (табл. 3). При

скопии электрохимического импеданса, максимум

дальнейшем увеличении содержания допированного

которого наблюдается при содержании допирован-

Таблица 3

Влияние содержания полианилина на смачивание покрытий и плотность тока коррозии стали

Краевой угол смачивания, град

Содержание полианилина

Плотность тока коррозии, мкА·см^-2

в покрытии, мас%

вода

бензиловый спирт

51.5

22.9

9.70

Допированный полианилин

1.3

68.0

43.0

0.11

2.6

61.1

43.9

1.40

3.9

39.3

29.0

2.03

Недопированный полианилин

1.3

54.3

27.9

1.75

2.6

57.9

23.9

0.90

3.9

63.5

27.7

2.03

756

Курбатов В. Г. и др.

ного полианилина в покрытии 1.3 мас%. При введе-

Финансирование работы

нии недопированного полианилина существенного

Работа выполнена при финансовой поддержке Мин-

повышения краевого угла смачивания не наблюда-

обрнауки России (Соглашение № 075-15-2020-794).

ется (табл. 3), что также согласуется с результата-

ми спектроскопии электрохимического импеданса.

Информация о вкладе авторов

Введение недопированного полианилина приводит к

повышению защитных свойств, однако его содержа-

В. Г. Курбатов — постановка задачи исследова-

ние существенно не влияет на противокоррозионные

ния, изучение дисперсионного состава совмещенных

свойства покрытий.

дисперсий, устойчивости совмещенных дисперсий,

Потенциодинамическим методом установлено, что

процессов отверждения материалов на основе ал-

наличие как допированного, так и недопированного

кидно-уретановых олигомеров, оформление статьи;

полианилина приводит к снижению плотности тока

Т. А. Пугачёва — синтез водных дисперсий полиани-

коррозии стали под покрытиями не менее чем в 4 раза

лина, изучение защитных свойств покрытий на осно-

по сравнению с немодифицированным покрытием,

ве алкидно-уретанового олигомера, определение кра-

а в некоторых случаях (содержание допированного

евых углов смачивания; Д. А. Черняев — определение

полианилина 1.3%) — почти на 2 порядка (табл. 3).

адгезии покрытий на основе алкидно-уретановых по-

Эти результаты также подтверждают, что полианилин

крытий; А. А. Ильин — исследование реологических

является эффективным ингибитором коррозионного

свойств композиций; Е. А. Индейкин — исследование

процесса, что связано с возможностью каталитиче-

защитных свойств покрытий.

ского окисления стали до Fe₃O₄.

Информация об авторах

Выводы

Курбатов Владимир Геннадьевич, к.х.н.,

ORCID: https://orcid.org/0000-0002-6914-2088

Введение дисперсии недопированного полиани-

Пугачёва Татьяна Александровна,

лина в эмульсию алкидно-уретанового олигомера

ORCID: https://orcid.org/0000-0003-4278-9161

позволяет получить устойчивые модифицированные

Черняев Дмитрий Александрович,

дисперсии. Введение как допированного, так и не-

ORCID: http://orcid.org/0000-0002-2642-259X

допированного полианилина приводит к увеличе-

Ильин Александр Алексеевич, д.х.н., проф.,

нию содержания сетчатого полимера в покрытиях

ORCID: https://orcid.org/0000-0002-0514-7111

до 2.6 мас% по сравнению с немодифицированными

Индейкин Евгений Агубекирович, к.х.н., проф.,

покрытиями. Это связано с возможностью каталити-

ORCID: https://orcid.org/0000-0003-1700-4668.

ческого действия полианилина на процесс отвержде-

ния за счет наличия нескольких окислительно-восста-

новительных форм.

Список литературы

Добавки полианилина приводят к уменьшению

[1] Manea M. High solid binders. Hannover: Vincentz

адгезионной прочности покрытий, причем введение

Network, 2008. P. 55-57.

недопированного полианилина в большей степени

[2] Martí M., Fabregat G., Azambuja D. S., Alemán C.,

снижает адгезию. Это, возможно, вызвано тем, что

Armelin E. Evaluation of an environmentally friendly

карбоксильные группы алкидно-уретанового олиго-

anticorrosive pigment for alkyd primer // Prog. Org.

мера могут выступать в качестве допанта молекул

Coat. 2012. V. 73. P. 321-329.

полианилина, что не позволяет образовывать плен-

https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2011.10.017

[3] Motlatlea A. M., Raya S. S., Scriba M. Polyaniline-clay

кообразователю связи с металлической подложкой.

composite-containing epoxy coating with enhanced

Введение полианилина приводит к получению по-

corrosion protection and mechanical properties // Synth.

крытий с повышенными защитными свойствами,

Met. 2018. V. 245. P. 102-110.

что обусловлено образованием слоя магнетита на

https://doi.org/10.1016/j.synthmet.2018.07.012

поверхности стали в результате взаимодействия ее с

[4] Masillamani A. M., Peřinka N., Hajná M., Stejskal J.,

полианилином, а также гидрофобизацией покрытий.

Tondelier D., Bonnassieux Y., Vanel J.-C., Geffroy B.,

Mencaraglia D. Charge transport and contact resistance

in coplanar devices based on colloidal polyaniline

Конфликт интересов

dispersion // J. Polym. Sci., Part B: Polym. Phys. 2016.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта инте-

V. 54. P. 1710-1716.

ресов, требующего раскрытия в данной статье.

https://doi.org/10.101610.1002/polb.24074

Исследование модифицированных полианилином водно-дисперсионных материалов и покрытий

757

[5] Курбатов В. Г., Индейкин Е. А. Противокорро-

of epoxy compounds and materials // Russ. J. Appl.

зионные пигменты с оболочкой из допированного

Chem. 2016. V. 89. N 2. P. 200-205.

полианилина // Физикохимия пов-ти и защита ма-

https://doi.org/10.1134/S1070427216020063 ].

териалов. 2017. Т. 53. № 2. С. 204-209.

[7] Воронцова А. С., Курбатов В. Г., Захарова Н. А.,

https://doi.org/10.7868/S0044185617020164

Индейкин Е. А. Исследование устойчивости водных

[Kurbatov V. G., Indeikin E. A. Anticorrosion pigments

дисперсий полианилина, полученных в присутствии

with a shell of doped polyaniline // Prot. Met. Phys.

смесей поверхностно-активных веществ // ЖПХ.

Chem. Surf. 2017. V. 53. N 2. P. 329-334.

2018. Т. 91. № 7. С. 1016-1023.

https://doi.org/10.1134/S2070205117020162 ].

https://doi.org/ 10.1134/S0044461818070125

[6] Курбатов В. Г., Захарова Н. А., Кочкина Н. В.,

[Vorontsova A. S., Kurbatov V. G., Zakharova N. A.,

Индейкин Е. А. Водные дисперсии полианилина,

Indeikin E. A. Stability of polyaniline aqueous

стабилизированные полимерными карбоксилсодер-

dispersions prepared in the presence of surfactant

жащими поверхностно-активными веществами //

mixtures // Russ. J. Appl. Chem. 2018. V. 91. N 7.

ЖПХ. 2016. Т. 89. № 2. С. 189-194 [Kurbatov V. G.,

P. 1153-1159.

Zakharova N. A., Kochkina N. V., Indeikin E. A.

https://doi.org/10.1134/S1070427218070133

Influence of the polyaniline structure on the properties