Ppy-纖維素導(dǎo)電復(fù)合織物的制備及性能研究.pdf

1、聚吡咯(polypyrrole,簡稱PPy)是一種典型的導(dǎo)電高分子,具有導(dǎo)電率高、無毒、易于摻雜及環(huán)境穩(wěn)定性好等特性,在許多方面顯示出誘人的應(yīng)用前景。它可以通過化學(xué)或電化學(xué)的方法合成,并利用不同的離子進行摻雜,獲得更高的導(dǎo)電性能。但聚吡咯的不溶、不熔性限制了它的加工,大多數(shù)的研究工作是制成導(dǎo)電性復(fù)合膜,膜強度極差,且具有脆性。為了避免如上問題,可制備聚吡咯和纖維織物的復(fù)合物,它具有纖維織物的回彈力,極好的機械性能、柔韌性。
　　

2、 本論文中采用亞麻纖維素織物為基質(zhì),采取原位吸附聚合法和吸附膠團聚合法了制備PPy/纖維素導(dǎo)電復(fù)合織物。
　　 采用簡便的原位聚合法,探討了反應(yīng)過程中各種因素對所制得的導(dǎo)電織物導(dǎo)電性的影響。結(jié)果表明制備的最佳條件為:吡咯單體濃度為0.2 moL·L-1,在吡咯水溶液中吸附時間為50 min,氧化劑濃度為0.3 moL·L-1,聚合溫度為0℃,聚合時間為6 h。此條件下制得的PPy/纖維素導(dǎo)電復(fù)合織物的表面電阻率為1.2Ω·cm-

3、2。
　　 采用吸附膠團聚合法來制備PPv/纖維素導(dǎo)電復(fù)合織物。其最佳的制備條件為:選擇聚乙烯醇為表面活性劑,用量為吡咯質(zhì)量的2％,吡咯單體濃度為0.3 moL·L-1,在吡咯水溶液中吸附時間為2.5 h,氧化劑濃度為0.3 moL·L-1,聚合時間為9 h。此條件下制得的PPy/纖維素導(dǎo)電復(fù)合織物的表面電阻率為0.62Ω·cm-2。
　　 電磁屏蔽性能測試結(jié)果表明,雙層Ppy/纖維素導(dǎo)電復(fù)合織物的電磁屏蔽效能最高可達4

4、0 dB左右,已經(jīng)達到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn);紅外光譜分析表明,導(dǎo)電復(fù)合織物是聚吡咯與亞麻織物的復(fù)合物;掃描電鏡觀察發(fā)現(xiàn),原位吸附聚合法制備的PPy/纖維素導(dǎo)電復(fù)合織物表面附著了網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),即松散的聚吡咯大顆粒;吸附膠團聚合法制備的PPy/纖維素導(dǎo)電復(fù)合織物纖維表面存在的PPy結(jié)合緊密,顆粒小,排列細密,可以形成很好的導(dǎo)電通路,所以其導(dǎo)電性能更佳;XPS表明,原位吸附聚合法制備的導(dǎo)電復(fù)合織物表面的PPy含量高于吸附膠團聚合法制備的導(dǎo)電復(fù)合織物,但是導(dǎo)

5、電性能相比卻較差,原因是兩種方法制備的復(fù)合織物的表面PPy結(jié)構(gòu)形態(tài)不同。顯然,顆粒細小的PPy導(dǎo)電性能更佳。XRD表明,兩種方法在織物表面沉積的均為無定型的聚吡咯,而且在聚合反應(yīng)過程中,對基底織物中的纖維素的結(jié)晶結(jié)構(gòu)無明顯影響。從TG曲線可以看出PPy/纖維素導(dǎo)電復(fù)合織物的熱穩(wěn)定性優(yōu)于亞麻織物。
　　 通過對PPy/纖維素導(dǎo)電復(fù)合織物的導(dǎo)電穩(wěn)定性的測試,可以得到其表面電阻率隨放置時間的延長而呈近似線性增大,并且PVA為吡咯質(zhì)量的