基于聚苯胺的多功能性織物的研制.pdf

1、在功能材料的研究領(lǐng)域中，導(dǎo)電聚合物通過簡單的化學(xué)摻雜/脫摻雜，即可實(shí)現(xiàn)電導(dǎo)率在絕緣體-半導(dǎo)體-金屬態(tài)寬范圍內(nèi)(10-9～105S/cm)的可逆轉(zhuǎn)變，因而是一種理想的可控電導(dǎo)梯度的材料。其中，導(dǎo)電聚苯胺具有結(jié)構(gòu)多樣化、摻雜機(jī)理獨(dú)特、環(huán)境穩(wěn)定性好等諸多優(yōu)異的物理化學(xué)特性，在技術(shù)上存在著廣闊的應(yīng)用前景。在合成過程中，通過選擇具有特定功能的摻雜劑，可賦予聚苯胺諸如特殊的微/納米結(jié)構(gòu)、超疏水、電致變色以及電、磁特性等多種優(yōu)良的性能。如果將聚苯胺和

2、織物復(fù)合，則可以將聚苯胺這些優(yōu)良性能引入到織物中，從而有望得到具有抗靜電、自清潔、電致變色以及電磁屏蔽性能的多功能性織物，這些研究內(nèi)容具有重要的科學(xué)意義和應(yīng)用價值。
　　 本論文以織物作為基底，采用原位聚合法和涂層法制備得到了幾種不同功能的聚苯胺導(dǎo)電織物。具體研究內(nèi)容如下：
　　 1.以三氟乙酸(TFA)作為摻雜劑，純棉布作為基底，采用原位聚合法制備了聚苯胺/棉布復(fù)合導(dǎo)電織物(PANI/CCT)，并對其進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征和性

3、能測試。結(jié)果表明：制備得到的PANI/CCT與水的接觸角可高達(dá)160.5°，是一種理想的自清潔織物；并且其可以對外界酸度的變化作出快速響應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了超疏水到超親水的可逆轉(zhuǎn)變。
　　 2.以全氟壬烯氧基苯磺酸鈉(OBS)作為摻雜劑，三氯化鐵為氧化劑，以自行研制的表面具有大量裂紋且橫截面為十字型異型纖維的滌棉混紡織物作為基底，通過原位聚合法，制得了具有超疏水性能的聚苯胺/滌棉復(fù)合導(dǎo)電織物(PANI/CPCCT)，其水接觸角最高可達(dá)16

4、20°。同時，對所得PANI/CPCCT在不同pH下接觸角和表面電阻的測試結(jié)果表明，隨著pH的增加，織物表面電阻呈增加的趨勢，而水接觸角則逐漸下降。當(dāng)pH從1增加到11時，PANI/CPCCT的表面電阻保持在104Ω/cm2～107Ω/cm2的范圍內(nèi)，仍具有一定的導(dǎo)電性和良好的疏水性(120°＜CA＜165°)；并在pH＞12后呈不導(dǎo)電態(tài)，接觸角也降為0°，說明所得的PANI/CPCCT的導(dǎo)電性和浸潤性具有一定的耐堿性；而且其顏色也隨著

5、pH的增加由于聚苯胺摻雜度的不同而發(fā)生從墨綠-藍(lán)綠-深藍(lán)-褐色的可逆變化。此外，所得織物在外界酸度誘導(dǎo)下發(fā)生摻雜/脫摻雜反應(yīng)而導(dǎo)致其由導(dǎo)電態(tài)向絕緣態(tài)的轉(zhuǎn)變，從而實(shí)現(xiàn)超疏水到超親水的可逆、快速變化。另外，循環(huán)伏安實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明PANI/CPCCT在0.4V-1.6V的范圍內(nèi)發(fā)生藍(lán)綠色(1.03V)←→深綠色(1.38V)之間的可逆變化，具有一定的電致變色特性。在pH=5的HCl水溶液中的洗滌實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，磁力攪拌連續(xù)洗滌15天后，其表面電阻仍保

6、持在105Ω/cm2左右，耐水洗性良好，且多次使用后的PANI/CPCCT通過在pH=1的HCI溶液中浸泡后，其性能可得以恢復(fù)。這些優(yōu)良的性能，使其有望進(jìn)一步在開發(fā)酸度控制的浸潤性開關(guān)、自清潔織物、酸度檢測等方面獲得應(yīng)用.
　　 3.將聚苯胺乳液、銅粉和PVA復(fù)合，采用涂層法獲得了聚苯胺/Cu涂層復(fù)合導(dǎo)電織物，測試了其屏蔽效能。結(jié)果表明，該復(fù)合導(dǎo)電織物在30～1500MHz頻率范圍內(nèi)SE可以達(dá)到25dB以上，屏蔽率在94.38％