酸摻雜聚苯胺聚乙烯醇復(fù)合導(dǎo)電涂料的制備

以微型高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)的方法設(shè)計(jì)了合成聚苯胺/聚乙烯醇電致復(fù)合膜實(shí)驗(yàn)。討論了聚合時(shí)間、電壓、酸濃度、聚乙烯醇含量等因素對(duì)復(fù)合膜電致變色性的影響。將較為復(fù)雜的生產(chǎn)工藝以簡(jiǎn)單直觀的學(xué)生實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)出來(lái),對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)具有一定的意義。

以h2so4為摻雜酸,過(guò)硫酸銨為氧化劑,采用化學(xué)氧化聚合法制備聚苯胺,用掃描電鏡和數(shù)字萬(wàn)用表對(duì)其形態(tài)和導(dǎo)電性能進(jìn)行測(cè)試;以h2so4為摻雜酸,過(guò)硫酸銨為氧化劑,采用原位聚合法制備聚苯胺滌綸復(fù)合導(dǎo)電織物,對(duì)聚苯胺滌綸復(fù)合導(dǎo)電織物的導(dǎo)電性能、力學(xué)性能及耐洗性進(jìn)行測(cè)試。結(jié)果表明,制備聚苯胺的最佳工藝條件為:過(guò)硫酸銨與苯胺單體摩爾比為1∶1,硫酸濃度為1mol/l,反應(yīng)時(shí)間為6h,反應(yīng)溫度為15~25℃;制備聚苯胺滌綸復(fù)合導(dǎo)電織物的最佳工藝條件為:過(guò)硫酸銨與苯胺單體摩爾比為1∶1,硫酸濃度為1mol/l,反應(yīng)時(shí)間為2h,反應(yīng)溫度為15~25℃。

以聚酰亞胺(pi)膜為基體,采用分散聚合原位沉積方法制得聚苯胺/聚酰亞胺/聚苯胺(pani/pi/pani)三層復(fù)合膜。復(fù)合膜表面pani層外觀質(zhì)量?jī)?yōu)異,電導(dǎo)率達(dá)10~0s/cm。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:加入高濃度空間穩(wěn)定劑(聚乙烯吡咯烷酮,pvp)、調(diào)整氧化劑(過(guò)硫酸銨,aps)和介質(zhì)酸(鹽酸)的用量可制得表面質(zhì)量和電導(dǎo)率高的復(fù)合膜。較適宜的反應(yīng)條件為穩(wěn)定劑質(zhì)量濃度4%,aps與苯胺(an)的物質(zhì)的量比為2:4,鹽酸濃度為0.5mol/l。

主要分析原位聚合法、間接化學(xué)聚合法和陽(yáng)極電位聚合法等不同石墨烯摻雜方法對(duì)石墨烯摻雜聚苯胺復(fù)合材料性能的影響,同時(shí)探討了異丙醇溶液、酸和堿等不同環(huán)境中復(fù)合材料的導(dǎo)電特性,并綜述了不同含量、形狀及氧化或磺化處理的石墨烯摻雜聚苯胺復(fù)合材料。最后對(duì)石墨烯摻雜聚苯胺導(dǎo)電性研究的發(fā)展進(jìn)行展望。

采用"原位"聚合法制備聚苯胺/改性聚酯復(fù)合導(dǎo)電纖維,分析鹽酸濃度、氧化劑濃度、纖維在苯胺中的浸泡時(shí)間以及反應(yīng)時(shí)間對(duì)纖維電導(dǎo)率的影響。研究結(jié)果表明,由改性聚酯纖維制得的導(dǎo)電纖維的導(dǎo)電性能較好,當(dāng)鹽酸濃度1.0mol/l,氧化劑濃度0.02mol/l,纖維在苯胺中的浸泡時(shí)間1h,反應(yīng)時(shí)間1～2h時(shí)制得的纖維體積電阻率較佳。制備的導(dǎo)電纖維基本保持了原有的力學(xué)性能。

以低密度聚乙烯(pe)為基體材料,乙烯-醋酸乙烯共聚物(eva)為增韌劑,聚苯胺(pan)和炭黑(cb)為導(dǎo)電添加劑制備復(fù)合電極板,探討了原料配比對(duì)物理力學(xué)性能、電學(xué)性能的影響。結(jié)果表明,原料配比pe∶eva∶cb=75%∶5%∶20%時(shí),電極的電阻最小,但是其韌性不佳;當(dāng)原料配比pe∶eva∶(cb+pan)=85%∶5%∶10%時(shí),復(fù)合電極板具有最好的韌性能。

以十二烷基苯磺酸鈉為乳化劑,過(guò)硫酸銨為聚合引發(fā)劑,鹽酸和細(xì)鱗片膨脹石墨為摻雜劑,利用乳液聚合法制備了細(xì)鱗片膨脹石墨/聚苯胺導(dǎo)電復(fù)合材料。通過(guò)正交實(shí)驗(yàn),找到了膨脹石墨的摻雜量、鹽酸用量、乳化劑及引發(fā)劑對(duì)電導(dǎo)率影響規(guī)律。最佳實(shí)驗(yàn)條件為:石墨摻雜6%,鹽酸6ml,乳化劑5g,引發(fā)劑3.25g。該條件下的電導(dǎo)率為0.75s/cm。證明石墨的加入能有效提高聚苯胺的電導(dǎo)率。

作為導(dǎo)電聚合物中的一員,聚苯胺是一類非常有前景的聚合物,而聚氯乙烯是一種重要且應(yīng)用很廣的塑料。概述了聚苯胺與聚氯乙烯的復(fù)合方法,包括直接復(fù)合、接枝復(fù)合、增塑型復(fù)合。針對(duì)實(shí)現(xiàn)聚氯乙烯的可塑性加工重點(diǎn)介紹了增塑型復(fù)合,并展望了聚苯胺-聚氯乙烯復(fù)合物的應(yīng)用。

乳液聚合法聚合乳酸摻雜聚苯胺。再使用開煉機(jī)混煉pp/聚苯胺,最后平板硫化儀得到永久抗靜電聚苯胺/pp。研究發(fā)現(xiàn),聚苯胺/pp復(fù)合材料的相容性好。通過(guò)摻雜,乳酸中解離出的h+與聚苯胺分子鏈上的n原子結(jié)合,使聚苯胺獲得永久、穩(wěn)定的導(dǎo)電性。結(jié)果證明,隨著聚苯胺的添加量,體積電阻減小三個(gè)數(shù)量級(jí),沖擊強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度和硬度足以滿足很多應(yīng)用的要求。

近年來(lái)聚苯胺因其優(yōu)良的性能而備受關(guān)注,其合成方法和復(fù)合材料的性能一直是聚苯胺研究的重要內(nèi)容.本文主要介紹復(fù)合材料的合成方法.

通過(guò)化學(xué)聚合法,制備出鹽酸摻雜聚苯胺(pani),將其與聚砜(psf)溶液混合,定量滴加到玻碳電極上制得pani/psf復(fù)合膜電極。采用掃描電子顯微鏡、紅外光譜以及x射線衍射對(duì)其結(jié)構(gòu)和形貌進(jìn)行表征。根據(jù)循環(huán)伏安曲線、恒電流充放電曲線和電化學(xué)阻抗,研究了其作為電極的超級(jí)電容性能。結(jié)果表明,多孔結(jié)構(gòu)的pani/psf復(fù)合材料具有良好的電容性能,其比電容可達(dá)到497f/g,并且該超級(jí)電容器具有較小的內(nèi)阻和較好的循環(huán)穩(wěn)定性。

基于強(qiáng)堿對(duì)滌綸紗線具有顯著的減量作用,用naoh溶液對(duì)滌綸紗線進(jìn)行處理,以減少紡織加工過(guò)程的靜電問題.通過(guò)實(shí)驗(yàn),對(duì)比分析了堿處理的naoh濃度和反應(yīng)溫度對(duì)滌綸紗線的堿減量和強(qiáng)度的影響,得出了最佳工藝條件為naoh濃度50g/l,反應(yīng)溫度80℃,堿處理時(shí)間2h.以苯胺為原料,對(duì)堿減處理過(guò)的滌綸采用原位聚合法,制備了聚苯胺/滌綸復(fù)合導(dǎo)電紗線.對(duì)比研究了過(guò)硫酸銨與苯胺單體的摩爾比和硫酸濃度對(duì)紗線導(dǎo)電性能的影響,得出了最佳工藝條件為過(guò)硫酸銨/苯胺單體摩爾比1∶1,硫酸濃度1mol/l,反應(yīng)時(shí)間6h,反應(yīng)溫度15～25℃.最佳工藝條件下,滌綸紗線的電阻約為300ω/cm.

在石墨摻雜量相對(duì)于苯胺的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的情況下,探究了復(fù)合材料的導(dǎo)電性隨十二烷基苯磺酸鈉用量的變化規(guī)律,得出當(dāng)nsdbs/nan=1∶1時(shí)的電導(dǎo)率最高,同時(shí)探究了復(fù)合材料的導(dǎo)電性隨鹽酸濃度的變化規(guī)律,得出最佳鹽酸濃度為1.5mol/l;在固定sdbs用量的情況下,探究了復(fù)合材料的導(dǎo)電性隨石墨用量的變化規(guī)律,得出了導(dǎo)電性能隨石墨用量的增加而增加,并在摻雜量為12%時(shí),其導(dǎo)電率達(dá)到7.692s/cm。

利用原位聚合法制備了細(xì)鱗片膨脹石墨/聚苯胺導(dǎo)電復(fù)合材料。通過(guò)實(shí)驗(yàn),找到了膨脹石墨的摻雜量、氧化劑滴加速度、反應(yīng)時(shí)間及反應(yīng)體系ph值對(duì)電導(dǎo)率影響規(guī)律。最佳實(shí)驗(yàn)條件為:石墨摻雜40%,ph值為1,反應(yīng)時(shí)間50min,氧化劑的滴加速度4ml/min。此條件制得的復(fù)合物電導(dǎo)率為40s/cm。證明石墨與聚苯胺復(fù)合可得電導(dǎo)較好的復(fù)合材料。

以納米石墨薄片為導(dǎo)電填料,通過(guò)苯胺和α,ω-雙(對(duì)氨基苯基)聚乙二醇(bappeg)共聚,成功的制備了納米石墨薄片/聚苯胺-g-聚乙二醇(nanogs/pani-peg-pani)復(fù)合材料。研究了摻雜劑的種類、摻雜劑的濃度以及納米石墨薄片的用量對(duì)材料導(dǎo)電性能影響。并利用紅外光譜(ftir)、掃描電鏡(sem)表征了材料的組成和結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明制備出均勻的膜狀材料且具有良好的導(dǎo)電性能。材料的導(dǎo)電率分別達(dá)到了3.4和16.9s/cm。

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利用乳液聚合法制備了可以直接作為防腐主要組分之一的水性聚苯胺,并得到了較優(yōu)配方和工藝。其中合成聚苯胺基本配方為:dbsa10.69g,an9.3g,aps22.82g,水80~90ml;工藝為:aps溶液和an同時(shí)滴加,聚合反應(yīng)時(shí)間為5h。

將水性聚氨酯(wbpu)乳液與聚乙烯醇(pva)溶液共混制備了wbpu/pva復(fù)合材料。通過(guò)ftir、透光率、afm、拉伸測(cè)試、吸水率、tg等表征方法研究了材料的相容性以及pva含量對(duì)復(fù)合材料的力學(xué)性能、耐水性和熱性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,wbpu與pva間存在分子間氫鍵作用;當(dāng)pva含量為80%時(shí),兩組分具有相對(duì)較高的相容性,且此時(shí)復(fù)合材料具有最大的拉伸強(qiáng)度61.9mpa,相對(duì)于wbpu(24.9mpa)和pva(44.7mpa)分別提高了149%和38%;隨著pva含量的增加,復(fù)合材料的斷裂伸長(zhǎng)率和耐水性呈現(xiàn)降低的趨勢(shì)。

研究了明膠/聚乙烯醇復(fù)合原液流變性的各影響因素,如復(fù)合溶液的配比、溫度、濃度和交聯(lián)劑種類及用量等.結(jié)果表明:各復(fù)合溶液的非牛頓指數(shù)n均小于1,屬于非牛頓流體中的假塑性流體,且隨著溫度的升高,n值不斷增大.在所研究的明膠/聚乙烯醇復(fù)合原液中,隨著濃度和交聯(lián)劑用量的增大,其非牛頓指數(shù)n和結(jié)構(gòu)黏度指數(shù)都均呈現(xiàn)增加的趨勢(shì).各配比下的明膠/聚乙烯醇共混紡絲原液均屬非牛頓剪切變稀型流體.

采用過(guò)硫酸銨(aps)為氧化劑,在十二烷基苯磺酸(dbsa)微膠束中用化學(xué)氧化法制備納米棒狀和球形聚苯胺;dbsa既起乳化劑也起摻雜劑的作用,并用紅外光譜(ft-ir)、紫外光譜(uv-vis)、x-射線衍射(xrd)和掃描電鏡(sem)對(duì)合成的聚苯胺進(jìn)行了表征。不同的聚苯胺后處理方式對(duì)制備的聚苯胺/水性環(huán)氧樹脂復(fù)合涂層電導(dǎo)率和聚苯胺分散有明顯的影響;研究了這些涂膜的耐鹽水性能。該復(fù)合涂料的表面電導(dǎo)率最大值為10-5s/cm,其他性能滿足使用要求。

目的探討致孔劑nacl粒徑和比例、變性劑和聚乙烯醇(pva)等因素對(duì)基因重組蛛絲蛋白-pva復(fù)合支架材料形態(tài)及性能的影響.方法基因重組蛛絲蛋白溶解于98%甲酸,采用冷凍干燥粒子濾瀝法制備重組蛛絲蛋白-pva復(fù)合多孔支架;采用掃描電子顯微鏡觀察支架的形態(tài);采用單纖維強(qiáng)力試驗(yàn)機(jī)測(cè)試支架機(jī)械性能.結(jié)果乙醇作變性劑制得的多孔支架力學(xué)性能較好,支架的斷裂應(yīng)力、斷裂比強(qiáng)度均提高5倍以上,斷裂伸長(zhǎng)率可達(dá)12.21%.以粒徑<500μm的nacl為致孔劑制得的多孔支架力學(xué)性能較好.高分子材料pva能明顯改善重組蛛絲蛋白多孔支架的件能.結(jié)論重組蛛絲蛋白-pva復(fù)合支架材料有望在組織工程領(lǐng)域得以應(yīng)用.

[目的]為了研究殼聚糖-聚乙烯醇復(fù)合膜成膜特性。[方法]配制不同比例4%的殼聚糖-聚乙烯醇混合膜液,以4%聚乙烯醇為對(duì)照。在每種膜液中分別加入0.1、0.2、0.4g甘油,干燥成膜后,測(cè)復(fù)合膜透水性、水溶性、溶脹性、斷裂伸長(zhǎng)率。[結(jié)果]殼聚糖(w)∶聚乙烯醇(w)∶甘油(w)為4∶16∶1對(duì)成膜特性有明顯提高。[結(jié)論]該研究可以為殼聚糖-聚乙烯醇復(fù)合膜在種衣劑上的應(yīng)用提供依據(jù)。