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原位乳液法制备PANI/PMMA的研究

邬淑红  
【摘要】:聚苯胺作为导电聚合物越来越受到关注,由于它原料易得、合成方法简单、对氧和水的稳定性好、防污防腐性优良、导电性能独特等优点,因此有着广泛的应用前景。 本文通过合成出可溶性的掺杂态聚苯胺及制备聚苯胺/聚甲基丙烯酸甲酯复合物,对提高聚苯胺的性能进行了一系列的试验与研究。 在研究掺杂态聚苯胺过程中,采用乳液和溶液聚合法合成了十二烷基苯磺酸掺杂的聚苯胺,并对不同状态的聚苯胺进行表征。通过红外分析,得到聚苯胺经掺杂后各振动峰向低频移动,导电率提高;X-射线衍射分析得到聚苯胺在掺杂后表现出一定的结晶性能。乳液聚合得到的掺杂态聚苯胺在聚苯胺的产率及溶解性能上要优于溶液聚合得到的掺杂态聚苯胺。 本文采用原位乳液聚合方法制备出聚苯胺复合材料,得到以聚甲基丙烯酸甲酯为核,聚苯胺为壳的聚苯胺/聚甲基丙烯酸甲酯复合物。系统研究了聚合条件氧化剂,十二烷基苯磺酸,苯胺用量及反应温度和反应时间对反应的影响,初步确定了实验中各反应物的最佳用量范围和实验条件:过硫酸铵/十二烷基苯磺酸/苯胺(摩尔)=1.2/1.5/1,低温5℃,18h。 采用透射电镜、粒径分析、红外分析、光电子能谱、热分析及X-射线衍射分析对聚苯胺复合物进行了一系列的表征。通过透射电镜观察到复合物的微观形貌,复合物形成了聚甲基丙烯酸甲酯为核,聚苯胺为壳的核壳纳米结构,这有利于形成良好的导电通道。通过红外确定了复合物中聚苯胺,聚甲基丙烯酸甲酯相互存在于一体;光电子能谱分析得出在聚甲基丙烯酸甲酯存在条件下,聚苯胺的氧化和掺杂程度;差示扫描及热重分析研究了聚苯胺/聚甲基丙烯酸甲酯复合体系的玻璃化转变温度和热稳定性,表明PANI/PMMA复合物较单纯PANI的热稳定性有了明显的改善和提高;另外对聚苯胺复合物的导电和介电性能进行了研究,表明复合物具有良好的导电及介电性能。


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