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CeO_2/导电PANI橡胶复合材料的制备与表征

周静  
【摘要】:氯化聚乙烯橡胶因其优异的耐热氧老化、臭氧老化、耐酸碱、化学药品性能及环保无害而广泛用于电线电缆、液压胶管、车用胶管、胶带的制作以及PVC型管材改性,磁性材料等。随着功能橡胶的广泛应用,传统橡胶的应用受到很大限制。 本论文采用硬脂酸对氧化铈(CeO2)表面进行改性,讨论了不同改性时间、改性温度和硬脂酸用量对活化指数的影响;分别采用有机酸十二烷基苯磺酸和无机酸盐酸共掺杂制备了导电聚苯胺,研究了盐酸、十二烷基苯磺酸、过硫酸铵的用量及反应温度对聚苯胺导电性的影响;以氯化聚乙烯橡胶为基体,通过机械共混法制备了CeO2/PANI/氯化聚乙烯导电橡胶复合材料,研究了不同含量的PANI对橡胶复合材料导电性能和力学性能的影响及CeO2的加入对导电橡胶性能的影响。 通过FTIR,SEM,DSC,TG及XRD等测试方法对产品进行了表征,分析表明:当硬脂酸用量为4%,改性温度为60℃,改性时间为60min时,得到的氧化铈改性效果最好。经硬脂酸改性后的氧化铈粉体的分散性良好,团聚程度降低;酸掺杂聚苯胺的主要部位发生在醌式氮原子上,掺杂使聚合物分子链产生共轭效应和诱导效应,两个效应的结果使得聚合物分子链中的电子云密度下降,电子云重新排列,电荷离域到芳环上,从而产生高的电导率;当聚苯胺添加6份时,橡胶的导电率达到最大,为9.2×10-6S/cm。聚苯胺的加入有利于提高橡胶的断裂强度、定伸强度和硬度。氧化铈的加入使导电橡胶的导电性能和力学性能有所提升,但改性后的氧化铈提升程度较大,主要由于改性后的氧化铈与橡胶基体的相容性与分散性能得到改善,氧化铈粒子在橡胶基体中实现了良好的分散,减少了缺陷的形成,从而提高了橡胶的各项性能。


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