聚苯胺水基膠體分散液及導(dǎo)電聚苯胺復(fù)合材料制備和表征.pdf

1、本論文的主要研究目標(biāo)即尋求改善導(dǎo)電聚苯胺加工性的方法及機(jī)理，開發(fā)功能性導(dǎo)電高分子制品。 首先，綜述了關(guān)于導(dǎo)電高分子材料、聚苯胺以及改善聚苯胺加工性的研究進(jìn)展。 其次，以水溶性高分子聚乙烯吡咯烷酮(PVP)為空間穩(wěn)定劑，用分散聚合法合成了一系列高聚苯胺含量的PAn-PVP水基膠體分散液(本實(shí)驗(yàn)中合成穩(wěn)定PAn-PVP膠體分散液的最高苯胺含量達(dá)到了67％，有重要的應(yīng)用價值)。采用透射電子顯微鏡(TEM)、紅外光譜(FTIR)

2、、紫外-可見光譜(UV-Vis)和熱失重(TG)等方法表征了產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)和形態(tài)。測試結(jié)果表明：苯胺在PVP存在的體系中發(fā)生聚合反應(yīng)的生成物是PAn-PVP的復(fù)合物；PAn-PVP復(fù)合粒子微觀形貌呈現(xiàn)為米粒狀或者球形，分散性、獨(dú)立性良好；PAn-PVP復(fù)合物耐熱性能較PAn略差。另外，還研究了溫度對聚合反應(yīng)的影響以及苯胺分散聚合反應(yīng)的動力學(xué)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明：存在PVP的分散聚合反應(yīng)體系中，苯胺的聚合溫度宜低不宜高，本實(shí)驗(yàn)選取的聚合溫度為0℃；

3、分散聚合體系中苯胺的最終轉(zhuǎn)化率超過100％，達(dá)106.5％，這是因?yàn)榫酆戏磻?yīng)產(chǎn)物是PAn-PVP的復(fù)合物。合成得到的PAn-PVP水基膠體分散液易涂覆成膜，得到優(yōu)良的半導(dǎo)體膜，測得PAn-PVP復(fù)合膜的電導(dǎo)率達(dá)到了10-2S·cm-1數(shù)量級。 最后，采用溶液法和乳液法合成聚苯胺，表征了聚苯胺的結(jié)構(gòu)和形態(tài)，用四探針法測量了不同摻雜態(tài)聚苯胺的電導(dǎo)率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明：溶液法合成的鹽酸摻雜態(tài)聚苯胺(HCl-PAn)微觀形貌呈現(xiàn)為松散的纖維

4、狀，電導(dǎo)率達(dá)到了101S·cm-1數(shù)量級；乳液法合成的十二烷基苯磺酸摻雜態(tài)聚苯胺(EP-DBSA-PAn，其中EP代表emulsionpolymerization)微觀呈現(xiàn)為團(tuán)聚的顆粒狀，其電導(dǎo)率達(dá)到了10-2S·cm-1數(shù)量級。之后，將聚苯胺與不同聚合物基體材料機(jī)械共混制備PAn/NBR、PAn/NR和PAn/EVA復(fù)合材料，研究了聚苯胺用量對復(fù)合材料的電學(xué)和力學(xué)性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明：PAn用量為50份時的PAn/NR復(fù)合材料的電