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聚苯胺/竹炭复合材料的制备及其性能研究

李巧玲  
【摘要】: 本文以竹炭(BC)为基底材料,苯胺(ANI)为单体,通过原位聚合法、原位乳液聚合法、乳液聚合法和再掺杂法等四种方法制备了具有导电性能的聚苯胺/竹炭复合材料(PANI/BC),并对四种制备方法进行了比较探讨,优化了制备条件和配比。利用四探针、FT-IR、SEM和TG对复合材料的导电性能、分子结构、微观形貌和热稳定性进行表征测试,并分析探讨了结构与性能之间的关系以及造成导电性能差异的原因。结果表明: 四种制备方法获得PANI/BC复合材料的电导率分别如下:原位聚合法(IS-PANI/BC):43.7S·cm~(-1);原位乳液聚合法(ISE-PANI/BC):15.08S·cm~(-1);乳液聚合法(E-PANI/BC):3.02S·cm~(-1);再掺杂法(R-PANI/CSA/BC):14.8S·cm~(-1)。从几种不同方法制备得到PANI/BC的FT-IR谱图分析发现,复合材料中PANI与BC间均未形成新的强化学键。结合复合材料的SEM和电导率分析可见,不同方法制备的PANI对BC的包覆程度不同,包覆效果越好,复合材料导电性提高越明显。从TG分析可知,与聚苯胺相比,由于加入BC,复合材料的热稳定性提高。原位聚合法获得的复合材料的电导率最高,且制备过程简单,原料价格低廉,因此是制备PANI/BC导电复合材料的最佳方法。


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