聚苯胺和聚苯胺-銅復(fù)合材料的研究.pdf

1、導(dǎo)電高分子從發(fā)現(xiàn)到至今只有20多年的歷史，由于其潛在的巨大的學(xué)術(shù)和應(yīng)用價(jià)值，導(dǎo)電高聚物已成為一門新型的前沿學(xué)科。聚苯胺(PANI)由于其具有其合成原料易得，合成方法較簡(jiǎn)單，成本遠(yuǎn)比聚吡咯、聚噻吩等低等特點(diǎn)，同時(shí)又具有電導(dǎo)率高、摻雜態(tài)和未摻雜的環(huán)境穩(wěn)定性好，通過(guò)共混使之可以進(jìn)行溶液和熔融加工等特點(diǎn)，已被認(rèn)為是最有實(shí)際應(yīng)用前景的導(dǎo)電聚合物之一。本論文從材料研制、性能測(cè)試和微結(jié)構(gòu)表征等方面做了大量的實(shí)驗(yàn)并獲得一些創(chuàng)新成果。 以苯胺為單

2、體，分別采用化學(xué)氧化法和乳液聚合法，在酸性介質(zhì)中合成了聚苯胺。并研究了不同氧化劑如(NH4)2S2O8和K2CrO7以及不同反應(yīng)聚合方法如化學(xué)氧化法和乳液聚合法對(duì)產(chǎn)物性能、產(chǎn)率和粒徑等的影響。發(fā)現(xiàn)(NH4)2S2O8作氧化劑優(yōu)于K2CrO7；乳液法合成的聚苯胺粒徑小，可達(dá)納米級(jí)且電導(dǎo)率較高，為8.9S/cm，是化學(xué)氧化法的產(chǎn)物高7倍之多。另外研究了摻雜劑對(duì)聚苯胺溶解性和電導(dǎo)率的影響。采用SEM、XPS和TGA等對(duì)制得的聚苯胺進(jìn)行了性能表

3、征。得到三個(gè)重要結(jié)論：(1)當(dāng)十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)和苯胺(An)的摩爾比在1左右，聚苯胺的電導(dǎo)率有最大值；(2)SDBS以兩種方式存在，即摻雜PANI的SDBS和自由獨(dú)立于PANI的SDBS，乳化劑的過(guò)量使用，不利于PANI的電導(dǎo)率的提高；(3)發(fā)現(xiàn)了在由SDBS摻雜的酸性反應(yīng)體系中，—NH+/N比率決定PANI的電導(dǎo)率。 采用不同的還原試劑：甲醛和次亞磷酸鈉，制得了超細(xì)銅粉，考察了各種反應(yīng)條件對(duì)反應(yīng)的影響，并用XRD，

4、SEM，XPS等對(duì)制得的銅進(jìn)行了表征。最后，我們首次采用兩步法原位聚合成功地制備了聚苯胺(PANI)/超微銅粒子(Cu)復(fù)合材料。第一步采用液相還原法利用無(wú)機(jī)化合物之間的氧化還原反應(yīng)，次亞磷酸鈉為還原試劑，在酸性體系中制備金屬銅超微粉；第二步在液相還原法所制備的金屬銅超微粉中，采用乳液法發(fā)生原位聚合反應(yīng)，以苯胺為單體，十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)為摻雜劑，過(guò)硫酸銨(APS)為氧化劑，改變Cu/An摩爾配比，在酸性體系中制得了聚苯胺(PA