可流动性聚苯胺的制备与性能研究

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1、武汉理工大学硕士论文摘要聚苯胺(PAn)因具有多样化的结构，较高的电导率，独特的掺杂机制，优异的物理性能，良好的环境稳定性，且原料廉价易得，合成方法简便等优点一跃成为当今导电高分子研究最有前景的热点之一。聚苯胺自被发现至今，其理论基础和应用技术已有了很大的发展，但是研究过程中还存在分散性不好，加工性不好，导电性不够高的缺点。目前国内外研究者将主要研究精力集中在对其合成掺杂过程进行改进以期提高聚苯胺的电导率和溶解性，并未从实质上改变它的存在状态，表观仍为固体粉末状，呈现类固态行为，而没有实现宏观的从固一液相的相态转换，在加工使用中还有很

2、大的限制。为了有效提高其加工性，我们以长链壬基酚聚氧乙烯醚(10)硫酸(NPES)为掺杂剂对聚苯胺进行有效掺杂，合成出了具有更新的综合优良性能的不流动的导电聚苯胺。同时，通过反应条件的确定我们最终获得了具有特殊性能的流体形态的产物。本论文通过对上述两种产物进行结构、性能分析，获得了以下的研究成果：1．不流动的掺杂态聚苯胺呈现固态粉末状，同时由于长链的掺杂，它的溶解性也较之前有所提高。并且由于阴离子的加入，聚苯胺链上的电子更容易发生离域，这使得聚苯胺的导电性也得到了大幅度的提升。2．在对粉末产物压片，表面镀银后我们在数字电桥上测得其电导

3、率，并通过进一步对比分析确定获取高电导率的最佳反应条件。结果表明：反应条件对产物电导率有一定的影响。反应时间的延长(分别为4h，8h，12h，16h，20h)使得电导率先降低后增高，在12h处存在一个极值。同时温度的提升也对导电性的增强不利。3．经过进行长链酸的掺杂，我们成功制备了一类新型的表观上具备流动性的聚苯胺。通过红外、SEM、TEM、热失重、循环DSC等一系列测试分析表征了这种聚苯胺衍生物。我们证实由于掺杂反应的有效进行，合成了一类具有优良溶解性，一定的热稳定性的新型聚苯胺，它在无溶剂状态下具备一定流体行为。4．在流变行为测试

4、中发现可流动性聚苯胺表现出类固体行为，在流变行为储能模量始终大于损耗模量，同时它的粘度随着温度的升高而升高，并且此过程可逆。这种特殊的现象可能是由于掺杂后分子内存在某种特殊作用力导致的。关键词：聚苯胺；壬基酚聚氧乙烯醚(10)硫酸；掺杂；可流动的；电导率武汉理工大学硕士论文AbstractPolyaniline(PAn)hasvariousstructures，ahigherconductivity,auniquemechanismofdoping,excellentphysicalpropertiesandagoodenvironm

5、entalstability．Itsrawmaterialsarecheapandeasytoget，alsothesyntheticmethodissimple．Becauseoftheseadvantages，ithasbecomeoneofthemostpromisingfocusesontheresearchofconducivepolymermaterialsnowadays．SincePAnwasfound，itstheoreticalbasisandapplicationtechniquehavedevelopedalo

6、t．Itstillhasmanydisadvantages，suchasapoordispersionandaworseprocessabilityduringtheprocessofresearch．Atpresent，researchersathomeandabroadmainlyconcentrateonthestudiesofimprovingtheconductivityandsolubilityofPAnduringtheprocessofdoping．Ithasnotsubstantiallychangedtheexis

7、tingstate，theapparentremainsthesolidpowder,andithasnotundergoneasolid-to-liquidtransition．TherearestillgreatrestrictionsinprocessingofPAn．Inordertoimproveitsprocessabilityeffectively,weuselong—chainnonylphenolethoxylates(10)sulfuricacidasdopantstomakepolyanilineeffectiv

8、elydoped．Thesolidconductivepolyanilinewithanexcellentperformancehasbeensynthesized．Meanwhile，throughdeterminat