光固化PANI-DBSA/PUA互穿网络导电复合膜制备及性能研究

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聚苯胺(PANI)具有原料易得、合成简单、良好的环境稳定性、优良的导电性能以及独特的掺杂机理,是最具有实用价值的一种导电高分子材料,利用PANI制备的导电复合膜透明、柔软、稳定,在防静电涂料、屏蔽涂料和防腐涂料中有着十分重要的应用价值。本文首先用十二烷基苯磺酸(DBSA)作为乳化剂和掺杂剂、过硫酸铵(APS)作为氧化剂,将苯胺(An)在聚氨酯丙烯酸树脂(PUA)中进行原位乳液聚合形成了PANI-DBSA/PUA混合物;其次,在干燥后的PANI-DBSA中加入紫外光引发剂、活性稀释性单体以及光固化树脂等搅拌混合后形成光固化预聚体,光固化后形成PANI-DBSA/PUA互穿网络导电复合膜(简称复合膜)。最后,利用粒径分析和导电率的测定研究了反应条件对PANI-DBSA合成的影响,利用凝胶含量和力学性能、导电性能的测定研究了光固化预聚体的组成及光固化条件等对复合膜性能的影响,利用热分析和电化学分析分别研究了复合膜的热稳定性和防腐性能。结果表明:PUA/二甲苯为20wt%,DBSA占水的30wt%,APS在水相中浓度为0.80mol/L,An的质量摩尔浓度为1.0mol/Kg,反应时间为6h,所得PANI-DBSA的电导率最大,为66.75S/m,其平均粒径为161nm。在纳米PANI-DBSA用量为3wt%时,引发剂TPO的用量为6wt%,固化时间为40s,活性稀释性单体乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(EO-TMPTA)为31wt%时,复合膜基本可以完全固化,电阻率为15MΩ,此时导电膜拉伸强度达35.71MPa,断裂伸长率为13.1%。复合膜中PANI-DBSA的用量越大,其耐腐蚀能力越好;随着浸泡时间的延长,体系介质的pH增大,复合膜的耐腐蚀能力逐渐减弱。复合膜在220℃时开始出现分解,具有较高的热稳定。并利用红外光谱分析、热分析和透射电镜分析对PANI-DBSA的结构进行了表征。
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