论文部分内容阅读
本文分别以十二烷基苯磺酸和盐酸为掺杂剂,采用不同方法合成了具有纳米尺度的导电聚苯胺。使用傅里叶红外光谱、数字式四探针测试仪和激光粒度分析仪对掺杂态聚苯胺的化学结构、电导率和粒径分布进行了表征。分别采用溶液共混和热熔共混工艺制备了聚合物基导电复合材料,利用TGA、DSC和DMA等测试手段研究了在不同导电组分含量下复合材料的热学性能;利用材料试验机、扫描电镜等测试方法对复合材料的宏观力学性能和断口微观组织形貌进行分析与研究。以十二烷基苯磺酸为掺杂剂,采用两步法合成了可溶性的聚苯胺,又以氯仿为溶剂,采用溶液共混法制备了聚苯胺导电复合膜。十二烷基苯磺酸对聚苯胺起到了比较好的掺杂作用;导电复合膜的电导率随PANI含量的增加而增高,渗滤阈值在10wt%左右;PANI-DBSA导电颗粒在ABS树脂中分散均匀,复合膜基本保持了聚合物基体的力学性能;复合膜的玻璃化转变温度(Tg)高于ABS树脂,而且热失重率均低于导电组分和树脂基体,复合膜的热稳定性得到提高。在有机溶剂存在的条件下,合成了具有高电导率、形态规整的纳米纤维结构聚苯胺。研究了苯胺单体浓度、反应时间、反应温度和引发剂浓度对聚苯胺电导率和微观组织形貌的影响规律,选择最佳的制备工艺条件。结合现有理论,选择符合工艺要求的成型加工参数。分别以石墨或掺杂态聚苯胺为导电填料,ABS树脂为基体聚合物,热熔共混法制备导电塑料,研究了力学及电学性能与导电填料含量之间的关系。与石墨相比较,当选用PANI作有导电填料,含量处于渗滤阈值40wt%左右时,导电塑料的玻璃化转变温度、抗拉强度和储能模量接近于ABS树脂,基本保持了其物理特性。具有纳米纤维结构的聚苯胺在ABS树脂基体中分散均匀,形成一定范围内的导电网络结构,有效地提高了材料的导电性能。本论文制备的填充型导电塑料具有较低的渗滤阈值以及优异的力学性能,成型工艺简单可行,原料价格低廉,并可以在较大范围调节配比以适应性能需求,因而具有广阔的应用前景。