聚苯胺导电复合材料的制备及其性能研究.pdf

聚苯胺导电复合材料的制备及其性能研究摘要聚苯胺(PANI)是一种导电性能优良的高分子材料,具有原料价格低、合成简单、导电率高、抗氧化性好、环境稳定性好等优点,已在纳米材料、二次电池、抗静电及电磁屏蔽材料等方面获得广泛应用,但是,由于PANI 难熔难溶,加工性差,在很大程度上限制了其应用。因此,制备可加工性的PANI导电材料对于提高其应用有非常重要的意义。本文先是通过乳液共聚制备丙烯酸酯共聚物(P())乳液,研究了影响乳液反应的因素; 然后以P()孚L液为基体,采用原位乳液聚合法制备了聚苯胺/丙烯酸酯共聚物(PANI/P())复合材料,研究了原位乳液反应中反应条件对PANI/P()电导率的影响;对PANUP()复合材料的结构、加工等性能进行了研究,并对复合材料在电磁屏蔽和抗静电方面的应用性能进行了研究。首先以甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸丁酯(BA)为单体,十二烷基苯磺酸钠(SDBS)为乳化剂,采用乳液共聚法制备了P()孚L液。研究了引发剂过硫酸铵(APS)、乳化剂SDBS、加料方式、搅拌速度、聚合温度等因素对单体转化率、凝胶率、乳液外观的影响。得出反应最佳条件为: MMA与BA质量比3:l,SDBS为单体的7%,%,反应温度在750C左右,反应时间5小时。%,凝胶率为 %,乳白细腻,乳液蓝光明显,稳定性良好。再以P()乳液为基体,采用原位乳液聚合法制备 PANI/P()复合材料。研究了乳液PH值、氧化剂用量、苯胺含量、反应温度、反应时间对PANI/P()复合材料导电性能的影响,得出复合材料电导率最佳反应条件为:%, MMA与BA质量比为3:l,APS与苯胺(ANI)摩尔比为1:,PH值为1,反应温度为100C,反应时间为10h,所得复合材料PANI/P()的电导率为 。通过差示扫描、扫描电镜、X射线衍射手段研究了PANI/P() 复合材料的玻璃化温度、微观形态、结晶性能,结果表明,PANUP() 复合材料具有玻璃化温度,复合材料粒子呈纳米尺寸,为纤维状,具有良好的结晶性。对PANI/P()复合材料的电磁屏蔽性能进行了研究, 发现当PANI/P()%时,PANI/P(),。研究了PANI/P(MMA—BA)复合材料抗静电性能,发现复合材料也可用于抗静电方面。本研究工作的创新之处是将BA和MMA共聚制备乳液并与PANI形成 PANI/P()复合材料。通过改变MMA和BA比例,使 PANI/F()材料具有确定的玻璃化温度,热稳定性提高,改善了PANI 的加工性,调节复合材料的力学性能,满足应用时力学性能要求。关键词:原位乳液聚合,丙烯酸酯共聚物,聚苯胺复合材料,加工性,应用 STUDY ONPREPAI乙玎ION AND PRoPERTIE S oF PoLYANILINE PoSITE S ABSTRACT Polyaniline(PANI)is akindofgood conductive polymer material,which hasadvantages ofraw material oflow price,simple process,high conductivity, good oxidationresistance and favorable environment had been applied innanometer material,second battery,antistatic and ic shielding material,however,because ofdifficultsoluble and application was influenced ,preparing PANI materialwhich could beprocessed hasimportant significance forimproving this paper, we synthesized poly(methyl methacrylate-butylacylate) (P(MMA-BA))emulsion by emulsion polymerization,studied factors tha