聚苯胺與聚乙二醇剛?cè)峁簿畚锏闹苽?、結(jié)構(gòu)與性能研究.pdf

1、剛?cè)峁簿畚锞哂星抖?、接枝共聚物和剛性液晶分子的雙重特征。由于剛棒形分子擇優(yōu)取向和共價鍵相連的剛?cè)徭湺挝⑾喾蛛x間的競爭作用，剛?cè)峁簿畚锟梢孕纬韶S富的多層次的超分子結(jié)構(gòu)和納米結(jié)構(gòu)，被廣泛用作功能材料和納米材料。共軛剛?cè)峁簿畚镉捎谀軌蜃越M裝形成許多不同的具有獨特光學(xué)和電子特性的超分子結(jié)構(gòu)而倍受青睞，而且柔性鏈段的引入通常可以改善共軛剛性高分子的溶解加工性能。本學(xué)位論文用氧化還原共聚法制備由聚苯胺(PAn)剛性鏈段、聚乙二醇(PEG)柔性鏈段組

2、成的兩種聚(苯胺-共-聚乙二醇)共聚物(簡稱為PAn-co-PEG)；系統(tǒng)地研究了共聚物的自組裝特性、溶解成膜性和電性能，并在此基礎(chǔ)上，將共聚物粒子分散在硅油中組成電流變(ER)液，詳細(xì)地研究了ER液的性能隨共聚物粒子的化學(xué)結(jié)構(gòu)、物理性質(zhì)、電場強度和溫度的變化規(guī)律。 在設(shè)計并合成兩種含聚乙二醇取代基的苯胺衍生物-α-甲氧基-ω-鄰氨基苯基聚乙二醇和α，ω-端氨基苯基聚乙二醇的基礎(chǔ)上，采用化學(xué)氧化法將它們與苯胺進(jìn)行共聚，分別制備出

3、了聚(苯胺-接枝-聚乙二醇)(簡稱PAn-g-PEG)和聚苯胺-聚乙二醇-聚苯胺三嵌段共聚物(簡稱PAn-PEG-PAn)。用FTIR、UV-Vis吸收光譜、元素分析、TG、DSC、TEM、AFM等表征了共聚物的結(jié)構(gòu)。詳細(xì)地研究了共聚物的熱穩(wěn)定性、結(jié)晶性、溶解成膜性及其與組成、結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。發(fā)現(xiàn)隨著An投料量和共聚物中聚苯胺鏈段長度增加，PAn-g-PEG和PAn-PEG-PAn共聚物的熱穩(wěn)定性提高。當(dāng)投料比相同時，隨著PEG分子量的

4、減少，PAn-g-PEG共聚物中PEG的結(jié)晶程度減弱，而PAn的結(jié)晶程度增加。增加PEG鏈段長度和增加PEG鏈段數(shù)目均能改善PAn-g-PEG的溶解性和可加工成膜性能，但前者比后者更有效。 PAn-g-PEG和PAn-PEG-PAn共聚物在選擇性溶劑中表現(xiàn)出自組裝特性。共聚物的組成、溶劑等對共聚物自組裝結(jié)構(gòu)具有一定的影響。PAn-g-PEG主要形成球形膠束，PAn-PEG-PAn共聚物則隨著PAn鏈段長度的變化，在水中的自組裝結(jié)

5、構(gòu)發(fā)生改變。從球形→棒狀或由棒狀組成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)→球形結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變。隨著PEG鏈段長度的增加從球形→棒狀與球形結(jié)構(gòu)共存→棒狀結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變。當(dāng)聚苯胺鏈段長度與聚乙二醇鏈段長度接近時，PAn-PEG-PAn共聚物的聚集體以棒狀結(jié)構(gòu)存在。隨著溶劑溶度參數(shù)的增加，PAn-PEG-PAn共聚物的聚集體的形態(tài)發(fā)生從核殼粒子→囊泡→纖維結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變。 PAn-g-PEG和PAn-PEG-PAn共聚物的粒子組成、結(jié)構(gòu)、pH值，高氯酸鋰摻雜溶度，溫度等對共聚

6、物的導(dǎo)電性和介電性有一定的影響。PAn-g-PEG和PAn-PEG-PAn共聚物的電導(dǎo)率均低于聚苯胺的電導(dǎo)率。隨pH值的增加，PEG-co-PAn共聚物的電導(dǎo)率下降。棒狀和網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)有利于提高PAn-PEG-PAn共聚物粒子的極化強度。不同形狀的粒子共存有利于提高PAn-PEG-PAn共聚物粒子的極化速率。PAn-g-PEG/LiClO4絡(luò)合物當(dāng)[Li+]/[EO]=0.1時具有較大的電導(dǎo)率和介電常數(shù)。 將PAn-g-PEG和PA

7、n-PEG-PAn共聚物粒子分別分散在甲基硅油中組成了高性能ER液。研究了共聚物粒子組成、結(jié)構(gòu)、pH值，溫度等對共聚物電流變性能的影響。在相同條件下，由PAn-PEG-PAn共聚物組成的電流變液較聚苯胺均聚物組成的電流變液具有大的電致剪切應(yīng)力和較少的漏電流。由棒狀、網(wǎng)狀或棒狀與球形結(jié)構(gòu)共存的PAn-PEG-PAn共聚物粒子組成的ER液具有較強的電流變性能。隨著[Li+]/[EO]的增加，PAn-g-PEG/LiClO4絡(luò)合物ER液的剪切