聚苯胺导电复合材料的制备及其性能研究

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1、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(MMA．BA))乳液，研究了影响乳液反应的因素；然后以P(MMA．BA)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(MMA．BA))

2、复合材料，研究了原位乳液反应中反应条件对PANI／P(MMA．BA)电导率的影响；对PANUP(MMA．BA)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(MMA．BA)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％，APS为单体的3．5％，反应

3、温度在750C左右，反应时间5小时。此时单体转化率为96．1％，凝胶率为4．36％，乳白细腻，乳液蓝光明显，稳定性良好。再以P(MMA．BA)乳液为基体，采用原位乳液聚合法制备PANI／P(MMA．BA)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(MMA．BA)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：PANI在复合材料中质量分数为33．3％，MMA与BA质量比为3：l，APS与苯胺(ANI)摩尔比为1：1．5，PH值为1，反应温度为100C，反应时间为10h，所得复合材料PANI／P(MMA．BA)

4、的电导率为1．472S．cml。通过差示扫描、扫描电镜、X射线衍射手段研究了PANI／P(MMA．BA)复合材料的玻璃化温度、微观形态、结晶性能，结果表明，PANUP(MMA．BA)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(MMA．BA)复合材料的电磁屏蔽性能进行了研究，发现当PANI／P(MMA．BA)中PANI含量为33．3％时，PANI／P(MMA．BA)屏蔽效果平均在21．3dB，最大达到25．3dB。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

5、创新之处是将BA和MMA共聚制备乳液并与PANI形成PANI／P(MMA．BA)复合材料。通过改变MMA和BA比例，使PANI／F(MMA．BA)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IISTUDYONPREPAI乙玎IONANDPRoPERTIESoFPoLYANILINECONDUCTIVECOMPoSITESABSTRACTPolyaniline(PANI)isakindofgoodconductivepolym

6、ermaterial，whichhasadvantagesofrawmaterialoflowprice，simpleprocess，highconductivity,goodoxidationresistanceandfavorableenvironmentstability．PANIhadbeenappliedinnanometermaterial，secondbattery,antistaticandelectromagneticshieldingmaterial，however,becauseofdifficultsolubleandmelting

7、．itsapplicationwasinfluencedobviously．Presently,preparingPANImaterialwhichcouldbeprocessedhasimportantsignificanceforimprovingitsapplication．Inthispaper,wesynthesizedpoly(methylmethacrylate-butylacylate)(P(MMA-BA))emulsionbyemulsionpolymerization，studiedfactorsthatappliedemulsionp

8、erformance．UsingP(MMA．BA)emulsion