浅谈高导电Sb-SnO2-钛酸钾-聚苯胺复合材料的制备及其性能_0.doc

浅谈高导电Sb-SnO2-钛酸钾-聚苯胺复合材料的制备及其性能_0.doc浅谈高导电 Sb-SnO2/ 钛酸钾/ 聚苯***复合材料的制备及其性能 1引言聚苯***具有结构多样化、原料便宜、性能相对稳定且合成方法简单等优点,因而被认为是最有希望实现工业化的导电聚合物。但是,由于聚苯***分子链的强刚性和链间强的相互作用使其难溶难熔, 降低了聚苯***的可加工性。目前主要通过在无机材料核体表面聚合苯***, 来改善其固有特性, 并提高其导电性能, 故开发环境友好、导电性高的聚苯***复合材料成为研究的热点。 Zhu BJ 等在纳米 ITO 粒子上原位聚合聚苯***,制备的 PANI/ITO 复合材料的导电性能比纯 PAN I 有较大的提高。赵戈等用原位聚合法制备了 PANI/AT O 复合材料, 其导电率比聚苯***和纳米 ATO 的电导率提高 1至2 个数量级, 但是其苯***包覆率较大。为降低苯***的包覆率, 本课题组通过原位聚合法在凹凸棒石表面包覆聚苯***, 制备了导电性较好的 PANI/ATP 复合材料; 但是由于 ATP 是纤维状的集合体, 很难制备出单根纤维晶包覆的复合材料。目前, ATO 包覆型导电粉体的开发研究十分活跃, 一般以重晶石、云母粉、钛白粉、石英粉等为核体, 这类导电粉体应用在基体树脂中需较大的添加量才能形成导电网络。而钛酸钾晶须(PTW) 是一种细小纤维状的亚纳米材料,其直径约 ~ μm ,长度约 10~ 20μm 。优点在于其较大的长径比容易在基体中形成桥联,与上述导电填料相比, 可以有效地减少导电填料的用量, 同时提高了树脂的强度。本文以钛酸钾为起始原料,先用化学共沉淀法在其表面包覆一层均匀致密的锑掺杂氧化锡导电层,得到 Sb-SnO2/ 钛酸钾复合材料( 记为 SST) ,然后再以其为载体,在其表面进行 PANI 原位聚合, 成功制备出 Sb-SnO2/ 钛酸钾/PANI 复合材料( 记为 SST/PANI) 。该复合材料具有 Sb-SnO2(ATO) 、导电聚合物的无机有机双重电学性能, 不仅可在较少的填料用量条件下形成高导电网络通道, 而且复合材料中聚苯***的成膜性尚好。在抗静电、微波吸收、金属防腐等领域将具有广泛的应用前景。 2实验 原材料钛酸钾( 常州纳欧新材料科技有限公司); 结晶四***化锡、三***化锑、苯***、过硫酸铵(SnCl4 · 5H2O 、 SbCl3 、 An、 APS ,分析纯,上海国药集团化学试剂有限公司); 磺基水杨酸(SSA , 分析纯, 上海凌峰化学试剂有限公司); 盐酸、氢氧化钠( 分析纯,国药集团化学试剂有限公司)。 实验方法 Sb-SnO2/ 钛酸钾复合材料的制备称 10g 钛酸钾粉体, 加入到 100mL 去离子水中, 将悬浮液置于超声波细胞粉碎机下分散 10min , 把分散好的钛酸钾浆体移入四口烧瓶中, 控制水浴温度 80℃、 pH 值为 - , 在不断搅拌下滴加一定浓度的四***化锡和三***化锑的盐酸 混合液(m(SnCl4 · 5H2O)/m( 钛 酸钾)=1 ∶1, m(SnCl4 · 5H2O)/m(SbCl3)=10 ∶ 1) ,同时滴加 2mol/L 的氢氧化钠溶液, 保持溶液的 pH 值恒定; 待锡锑混合液滴完后, 再继续熟化 30min , 然后过滤,用去离子水洗涤至滤液无 Cl-; 将滤饼在 80℃下烘干,置于马弗炉