本征态的聚苯胺能通过酸掺杂的方式而获得较高的导电性,Cook 等人认为聚苯胺的保护作用可能来自掺杂剂离子,当聚苯胺被还原的时候,具有缓蚀功能的掺杂剂离子被释放出来,并对金属的腐蚀防护起到积极作用。无机酸常用来对聚苯胺进行酸掺杂,引入的掺杂剂离子如磷酸根、钼酸根等也可以提高聚苯胺涂层的腐蚀防护能力,但存在容易去掺杂、去掺杂离子造成基底金属的腐蚀和螯合作用较弱等局限,故往往选用分子质量较大的功能质子酸对聚苯胺进行掺杂。
Gupta 等人报道了掺有木质素磺酸盐掺杂聚苯胺的环氧树脂涂层对铝合金优异的腐蚀防护作用。聚苯胺的存在促进了被动氧化层的形成,同时聚苯胺会在涂层缺陷部位释放了掺杂剂离子形成铝磺酸盐配合物,进一步的增强了腐蚀抑制作用。
Sadegh Pour-Ali 等人为了避免聚苯胺的团聚,将樟脑磺酸掺杂聚苯胺粒子的合成过程直接在聚乙二醇改性的环氧树脂。介质中进行,直接制备了高耐蚀性的樟脑磺酸掺杂聚苯胺纳米粒子的复合涂层。聚苯胺颗粒释放出的樟磺酸根离子能帮助钝化层的形成。
Hao 等人研究了具有自修复功能的植酸掺杂聚苯胺(PANI - PA)颗粒的环氧树脂涂层在 3.5 % NaCl 溶液中对 0235 碳钢的防护性能。开路电位的正移,表明涂层下方 Q235 表面有钝化层形成。PANI-PA 的自修复功能归因于 PANI 钝化与去掺杂产生的植酸离子与铁螯合形成的难溶性螯合物的协同效应。
Yao 等人使用2-羟基膦甲酸(HPA)对聚苯胺进行掺杂并将其加人到环氧树脂中,大幅度提高了复合涂层在 3.5 % NaCI溶液中的耐蚀性。复合涂层中的 HPA-PANI 粒子起到了物理屏障的作用,减慢了侵蚀性离子的渗透过程。同时,聚苯胺起到了阳极保护作用,在金属表面会形成均匀且具有保护作用的金属氧化物膜。另一方面,聚苯胺在氧化还原循环过程中释放的 HPA 阴离子会与金属离子形成络合物,从而钝化缺陷并减缓腐蚀。