聚氨酯%2f聚苯胺复合材料制备性能及研究.pdf

Classified Index:___________________UDC:_____________________________Xihua UniversityMaster Degree DissertationResearch on Preparation and Performance ofPolyurethane/positesCandidate : Zhang YongMajor : Material EngineeringStudent ID: 2120**********Supervisor: Prof. Peng YaApril, 2014万方数据西华大学学位论文独创性声明作者郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知,除文中已经注明引用内容和致谢的地方外,本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果,也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处,本人愿意承担相关法律责任。学位论文作者签名:指导教师签名:曰期:曰期西华大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于西华大学,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅,西华大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以釆用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。(保密的论文在解密后遵守此规定)学位论文作者签名: 曰期:指导教师签名: 曰期万方数据万方数据西华大学硕士学位论文摘要聚氨酯材料因具有独特的结构以及良好的综合性能而被应用于诸多领域,因而从一出现就成为了研宄热点。相比于传统的溶剂型聚氨酯,因水性聚氨酯不仅具有成本低, 污染小,柔韧性好等优点,而且有取代溶剂型聚氨酯的趋势,因而具有广阔的应用前景。但是仅将水性聚氨酯用作普通材料,在很大程度上限制了其应用领域,对其进行功能化改性,可使其使用价值得到提高。聚苯胺具有高电导率、高的环境稳定性,且价格低廉, 是优良的改善水性聚氨酯电导率的材料。为了制备具有一定导电功能的聚氨酯/聚苯胺复合材料,本文首先研宄了高导电率聚苯胺的合成。红外分析表明,分别采用HCl、H2SO4、DBSA和CSA作为掺杂剂,均可成功合成出导电聚苯胺。结果表明,在相同合成条件下,无机酸掺杂聚苯胺产率和电导率比有机酸掺杂的高,采用H C l掺杂P A N I的产率和电导率均最高,% S*cm-1,这说明尺寸较小、酸性较强的质子酸更容易进入分子链内对聚苯胺掺杂。由实验可知,掺杂聚苯胺在二甲基亚砜中的溶解性比较好,有机酸掺杂制得聚苯胺的溶解度较无机酸掺杂的高,这是因为大分子有机掺杂酸具有一定的表面活性作用,可以改善聚苯胺的溶解性。研宄不同H C l浓度对聚苯胺电导率和产率的影响可知,当H C , S*cm-1和72%的最大值,说明掺杂酸浓度的增大有利于聚苯胺掺杂程度的提高,从而提高产率和电导率。另外,APS/An摩尔比对聚苯胺的电导率有显著影响,当APS/,H C l掺杂P A N S*cm-1的最大值,这是因为氧化电位的升高可以促进聚苯胺氧化程度的提高,从而提高电导率。为了改善聚苯胺与聚氨酯之间的两相相容性,使聚苯胺在聚氨酯基体中的分散更为均匀,故使用PVP作为稳定剂,采用原位聚合法制备聚氨酯/聚苯胺复合材料。红外光谱表明已成功制备出聚氨酯/聚苯胺复合材料。通过研宄PVP含量对复合材料性能的影响,发现引入PVP后,复合材料的电阻明显下降,%时,复合材料的电阻趋于稳定。%时,复合材料的力学性能达到最佳。通过粒径分析,发现PU、PU/PVP和PU/PANI的粒径依次增加,可知PVP对PU粒子进行有效包覆,削弱了 APS和掺杂酸对PU乳液的破坏程度,从而对P U乳液起到一定保护作用, 确保苯胺单体在被PVP包覆的P U粒子表面聚合成壳。SEM分析表明得到复合材料除了局部存在聚苯胺富集外,整体分散比较均匀。T G表征得知,通过原位聚合法制备的 PU/PANI复合材料热稳定性介于PANI和PU之间。此外,为了进一步提高复合材料的导电性,故研宄了 APS/An摩尔比对复合材料综合性能的影响。发现当APS/An=,I万方数据聚氨酯/聚苯胺复合材料的制备及性能研究复合材料的力学性能和电阻整体高于APS/An=,这是由于苯胺的氧化程度不同导致的。为了简化合成步骤,改善聚苯胺在聚氨酯中的分散性,同