細菌纖維素-聚苯胺納米復合膜的制備與性能研究.pdf

1、聚苯胺作為研究最為廣泛的導電高分子之一，具有多樣的結構、較高的電導率、良好的環(huán)境穩(wěn)定性、而且原料廉價易得。但是聚苯胺的溶解性差、力學性能不佳、這都限制了其加工應用，于是改善其溶解性能、提高力學性能是現(xiàn)在許多研究集中關注的地方。
　　細菌纖維素(BC)是通過微生物發(fā)酵合成的生物質纖維素，表面有很多活潑羥基，其反應活性較高，具有很好的模板效應，可以控制復合反應時復合材料的形貌。其良好的力學性能、柔性以及可加工性，使BC可以作為模板，通

2、過復合功能材料獲得性能優(yōu)異的多功能復合膜。
　　本論文以細菌纖維素為基體，將聚苯胺與細菌纖維素復合制備導電復合膜，研究最佳復合方法，并探索使用最佳復合方法時，改變不同反應條件，對復合膜導電性能的影響。在此基礎上，改變摻雜酸種類，并對其性能進行表征。具體研究內容如下:
　　1.以細菌纖維素為基體材料，將BC分別進行壓水、冷凍干燥和打漿三種前處理，然后采用共混和原位聚合兩種方法制備BC/PANI復合膜。通過形貌、紅外、電導率和力

3、學性能等分析確定最佳復合方法。結果表明，將BC進行壓水處理并使用原位聚合法制備出的BC/PANI復合膜不僅具有較高的電導率(0.19S/cm)，同時力學性能也十分優(yōu)異。
　　2.在確定的復合方法基礎上，通過對單體濃度、單體與氧化劑之比、摻雜酸濃度以及反應溫度的調控，制備BC/PANI復合膜，探索最佳反應條件。通過表征對不同條件所產生的影響及其機理進行探討。當單體濃度為0.20mol/L，單體與氧化劑物質的量之比為1∶1，摻雜酸濃度

4、為1mol/L，溫度為0℃時，BC/PANI電導率可以達到0.76S/cm。
　　3.使用不同種類的摻雜酸，以最佳的復合方法和反應條件制備BC/PANI復合膜，并比較其性能差異。當HCl+SSA以物質的量之比為25∶1混合作為摻雜酸摻雜制備的復合膜電導率達到1.18S/cm。導電復合膜的電導率隨著扭轉角以及拉伸應力的增加呈現(xiàn)先增大后下降的趨勢。在40℃到60℃的范圍內，復合膜電阻率隨著溫度的升高和降低，與溫度的變化呈現(xiàn)出線性關系。