原位构建中性缓蚀剂嵌入聚苯胺纤维的全效抗腐蚀聚合物涂层

为解决聚苯胺(PANI)因氧化还原特性局限仅能修复微小缺陷的问题，研究人员通过一步化学氧化聚合法制备了苯并三唑(BTA)嵌入的HCl或磺基水杨酸(SSA)掺杂PANI纤维，开发出pH响应控释体系。研究表明，PANI-SSA-BTA/PVB和PANI-HCl-BTA/PVB涂层的低频阻抗值较纯PVB涂层分别提升6倍和11倍，证实了PANI钝化与BTA缓释的协同增效机制，为高性能防腐涂层设计提供了新策略。

　　

金属材料在基础设施、机械制造等领域的广泛应用始终面临腐蚀问题的严峻挑战。传统有机涂层因制备缺陷导致长效防护性能不足，而六价铬等有毒缓蚀剂又存在环境风险。尽管导电聚合物如聚苯胺(PANI)因其环境友好性和钝化能力被广泛应用于防腐涂层，但其释放的反离子仅能修复微米级孔洞缺陷，对大面积损伤无能为力。如何突破PANI的修复尺度限制，成为提升金属防护性能的关键科学问题。

内蒙古大学等机构的研究团队创新性地提出将中性缓蚀剂嵌入酸掺杂PANI纤维的策略。通过一步化学氧化聚合法，成功制备了苯并三唑(BTA)嵌入的HCl或磺基水杨酸(SSA)掺杂PANI纤维，并系统研究了不同反离子和BTA对防腐性能的影响机制。该研究成果发表于《Progress in Organic Coatings》，为解决大尺度损伤修复难题提供了新思路。

研究采用电化学阻抗谱(EIS)评估涂层性能，结合扫描电镜(SEM)分析材料形貌，通过pH响应释放实验验证控释行为。团队选取铁基材作为研究对象，以聚乙烯醇缩丁醛(PVB)为涂层基质，对比分析了不同复合涂层的防腐效能。

Morphologies and structure of doped PANI fibers
SEM观察显示，PANI-HCl呈短棒状松散结构，而PANI-SSA呈现直径约200 nm的纤维状形貌。BTA的嵌入使PANI-HCl-BTA纤维直径增大至500-800 nm，PANI-SSA-BTA则形成更致密的网状结构，证实BTA成功嵌入PANI网络。

Conclusion
研究表明，BTA通过静电吸附和封装过程嵌入PANI网络，其释放受pH变化触发。PANI-SSA-BTA/PVB和PANI-HCl-BTA/PVB涂层的低频阻抗模量分别达到纯PVB涂层的6倍和11倍，这归因于PANI钝化与BTA控释的协同效应。其中SSA掺杂体系因有机酸特性展现更优的形貌调控能力。

该研究首次实现中性缓蚀剂在酸掺杂PANI中的原位封装，突破了传统PANI仅能修复微缺陷的限制。通过反离子类型调控和缓蚀剂协同设计，为开发智能响应型高性能防腐涂层提供了普适性方法。Wenbo Wang团队提出的"全效构建"策略，不仅显著提升涂层的大损伤修复能力，其一步化学合成法更具工业化应用潜力，对航空航天、海洋工程等严苛环境下的金属防护具有重要实践意义。