云母导电复合材料的研究.pdf

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1、张明，等：聚吡咯／云母导电复合材料的研究15聚吡咯／云母导电复合材料的研究张明王圣武(南京鸿瑞塑料制品有限公司，南京211178)摘要采用原位聚合的方法制备了聚吡咯(PPy)／云母导电复合材料，并采用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)与1，5一萘二磺酸(1，5-NDA)改性剂对复合材料进行改性。利用透射电子显微镜(TEM)、傅立叶变换红外光谱(IR)仪、四探针电导率测试仪分别对复合材料的形貌、结构及导电性能进行测试分析。结果表明，利用改性剂改性后复合材料的电导率有了明显的提高，其中1，

2、5-NDA改性的PPy／云母复合材料的电导率最高，可达4S／cm。关键词聚吡咯云母导电复合材料电导率云母是层状硅酸盐矿物的总称，具有绝缘、透微量进样器：上海光正医疗仪器公司；明、耐热、耐腐蚀、易分剥并富有弹性等特性，广泛用磁力搅拌机：85—1型，上海志威电器有限公于电机、电器、电子、无线电和家用电器等领域，在国司；民经济和国防建设中具有重要的作用。云母是一种超声波清洗器：KQ2200型，昆山市超生仪器公具有片状结构、廉价的无机材料，可用于多种树脂的司；填充改性。聚苯胺(PANI)、聚吡咯(PPy)等导电聚傅立叶

3、变换红外光谱(VFIR)仪：SpectrumOne合物具有良好的导电性能，而云母的片状结构可以型，美国PerkinElmer公司；有效制约导电聚合物分子链的交联，减少分子间的透射电子显微镜(TEM)：JSM一5610型，日本电相互作用。因而，两者的协同作用可显著提高导电子公司。复合材料的导电性能。与PANI相比，PPy更为环境1．3试样制备友好，且具有聚合电位低、电导率高、稳定性好等优(1)PPy／云母复合材料的制备点-2J。导电聚合物和无机材料在分子水平上的复将0．1g的云母粉加入20mL去离子水中，搅合，使

4、它们能最大程度地发挥各自的优势，因而成为拌20min后再超声分散10min，然后将7OtLL(1近几年各国研究的热点，但迄今为止，国内外关于导mmo1)的吡咯利用微量进样器加入上述悬浮液中搅电聚合物／云母复合材料的报道较少。因而笔者采拌20min。将1mmol过硫酸铵加入5mL水中得到用原位聚合法制备了PPy／云母导电复合材料，并采过硫酸铵的水溶液。把过硫酸铵的水溶液加入上述用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、聚乙烯基吡咯体系中，将反应溶液在搅拌下反应3h后过滤并烘烷酮(PVP)与1，5一萘二磺酸(1，5-ND

5、A)改性剂对导干，得到黑色PPy／云母复合材料粉末。电复合材料进行改性，对导电复合材料的形貌、结构(2)改性PPy／云母复合材料的制备及导电性能进行了测试分析。将0．01mmol的CTAB、PVP和1mmol的1，5．1实验部分NDA加入20mL的水中，溶解后加入0．1g云母粉，1．1主要原材料超声分散10min后，搅拌过夜后加入7OL(1吡咯：德国Aldrich公司；mmo1)吡咯，搅拌20min后加入1mmol过硫酸铵，云母：15m，自带0；反应3h后过滤，用水反复清洗后干燥。过硫酸铵、CTAB：化学纯，上

6、海凌峰化学试剂有1．4性能测试限公司；FTIR测试：采用KBr压片法，分辨率为4cm～；PVP：化学纯，南京化学试剂有限公司；TEM观察：将待测试样加入水中制成悬浮液，1，5-NDA：化学纯，国药集团化学试剂有限公然后滴到铜网上，将铜网置于红外灯下烤干，然后用司。TEM观察并拍照；1．2主要设备、仪器电子天平：FA2004型，上海衡平仪器仪表厂；收稿日期：2010．05—1816工程塑料应用2010年，第38卷，第7期室温电导率测定：将试样经压片成型后(成型片的直径为12．7mm，压力为20MPa)，采用四电极

7、法测定室温电导率。们∞2结果与讨论一一∞2．1PPy／云母复合材料∞(a)(b)图1为云母、PPy／云母复合材料的FTIR谱图。a一云母；b—PPy／云母复合材料由图1可以看出，位于1631、l384cm附近的峰可图2云母、PPy／云母复合材姗料的TEM照片咖归属于云母层中H，O分子的一OH振动峰，位于状堆积的PPy颗粒不利于复合∞材料整体导电性能的1026cm附近的峰归属于云母层si一0的伸缩振提高。∞动峰。位于970～500cm区域的峰归属于一0H2．2改性PPy／云母复合材料及M—O的弯曲振动(M指Si或

8、云母中存在的其它为了进一步提高复合材料如的导电性能，笔者采金属阳离子)峰j。PPy／云母复合材料包含了云母用CTAB、PVP、l，5．NDA对PPy／云母复合材料进行和PPy的部分特征峰，其中位于1032cm处的吸了改性。收峰是云母si一0的伸缩振动峰与PPy的c—H弯(1)CTAB改性PPy／云母复合材料曲振动峰共同作用的结果。位于916cm附近的图3为CTAB改性PPy／云母复合材