聚苯胺@粉煤灰漂珠复合材料的导电及介电性能

为获得具有良好电流变性能的分散相粒子,利用γ-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTES)修饰粉煤灰漂珠(FAFB),将聚苯胺(PAn)以化学键的方式偶联在修饰后的FAFB(mod-FAFB)表面,形成以mod-FAFB为核、PAn为壳的核-壳结构复合材料。采用FTIR、SEM、数字式四探针以及LCR介电谱仪对PAn@mod-FAFB复合材料的结构与性能进行分析,讨论了不同mod-FAFB含量对PAn@mod-FAFB复合材料导电性能及介电性能的影响。结果表明:以化学键接枝聚合的PAn@mod-FAFB核-壳结构复合材料电导率相对较高,且随mod-FAFB含量的增加而减小;在较低交变电场频率(100~2 000kHz)下其相对介电常数较大,且随mod-FAFB含量的增多,PAn@mod-FAFB复合材料的介电常数明显减小;PAn@mod-FAFB复合材料的介电损耗相对较小,随mod-FAFB含量的增多而急剧减小。     

聚苯胺@季铵盐阳离子改性粉煤灰漂珠的制备与电流变性能

选用3种不同链长的烷基季铵盐阳离子表面活性剂即十二烷基三甲基溴化铵（DTAB）、十四烷基三甲基溴化铵（TTAB）和十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）对粉煤灰漂珠（FAFB）进行改性,并将改性产物与苯胺（An）共混进行乳液聚合,制备聚苯胺@有机改性粉煤灰漂珠（PAn@OFAFB）复合材料。采用化学元素分析、FTIR、XRD、SEM、TGA、数字四探针测试仪、LCR数字电桥和旋转流变仪对复合材料进行结构表征以及电流变性能分析。结果表明:改性剂的碳链长度越长,改性效果越好,CTAB吸附在FAFB表面的量最多,且表面吸附率为1.91wt%,PAn和OFAFB 复合程度越明显,FAFB表面包覆的PAn越多;聚苯胺@十六烷基三甲基溴化铵改性粉煤灰漂珠（PAn@FAFB-CTAB）的电导率最大为0.06 S·cm-1;将其作分散相制成的电流变液比PAn-十二烷基苯磺酸（PAn-DBSA）具有更好的电流变效应,抗击穿能力较纯PAn提高了0.5 kV/mm;将FAFB作为PAn的载体能够提高复合材料的悬浮稳定性;引入FAFB-CTAB可以显著改善复合材料的热稳定性,且PAn的相对包覆量为28.07wt%。      

粉煤灰漂珠／PVC复合材料的研究

采用粉煤灰漂珠填充聚氯乙烯（PVC），研究了粉煤灰表面处理、用量及粒径对复合材料性能的影响。发现对粉煤灰漂珠进行了偶联剂处理可提高复合材料的拉伸强度和冲击强度；粉煤灰漂珠用量的增加、粒径增大会使复合材料拉伸强度和冲击强度下降。     

粉煤灰漂珠粒径对粉煤灰漂珠/AZ91D镁合金复合材料阻尼性能的影响

通过搅拌铸造法向半固态AZ91D镁合金中添加粉煤灰漂珠（FAC）制备了FAC/AZ91D镁合金复合材料,研究了FAC粒径对该复合材料阻尼性能的影响。结果表明:FAC/AZ91D镁合金复合材料的阻尼性能明显优于基体材料,在FAC含量相同时,FAC的粒径越大,其阻尼性能越好。室温下FAC对提高FAC/AZ91D镁合金复合材料的阻尼性能起重要作用,FAC附近的基体产生了高密度的位错,形成了塑性区。室温下FAC粒径越大,在其附近产生的塑性区越大,阻尼性能越好。随温度的升高,FAC/AZ91D镁合金复合材料的阻尼性能迅速提高。位错、晶界以及FAC和基体之间的界面运动是提高阻尼性能的关键。      

乳液聚合法制备有机改性高岭土/聚苯胺复合材料及其性能研究

以十六烷基三甲基溴化铵为有机化改性试剂,对高岭土进行改性,再以苯胺为单体,十二烷基苯磺酸为掺杂剂与乳化剂,过硫酸铵为引发剂,采用乳液聚合法制备有机改性高岭土/聚苯胺复合材料。结果表明,利用四探针技术测试发现,随着有机改性高岭土掺量的增加,复合材料电导率逐渐下降;FT-IR分析证明采用乳液聚合法可实现高岭土有机化改性及其与聚苯胺原位复合;TGA分析结果表明,复合材料耐热性能随改性高岭土引入量的增加而逐渐增强,当掺量为50%(质量分数)时,聚苯胺的分解起始温度和失重最快温度分别提高了13℃和36℃;采用SEM分析证明二者复合成功;XRD分析说明改性高岭土与聚苯胺的复合仅通过物理吸附作用而未发生插层。     

粉煤灰漂珠@BaTiO_3@PAn的制备及其电流变性能

聚苯胺(PAn)作为电流变材料具有响应快、屈服应力大的特点,但因其良好的导电性能导致漏电击穿现象发生,为了进一步增加PAn的悬浮稳定性,引入了粉煤灰漂珠(FAFB),BaTiO_3作为经典的电介质材料也引入其中以进一步提高材料的介电性能。采用逐层包覆的思路,利用溶胶-凝胶法在漂珠表面包覆BaTiO_3,获得FAFB@BaTiO_3,再利用原位聚合法制备以FAFB@BaTiO_3为核、PAn为壳的结构复合材料即FAFB@BaTiO_3@PAn。利用FTIR、XRD和SEM对材料的结构与形貌进行分析,借助四探针技术和LCR数字电桥对材料的导电与介电性能进行分析,利用自组装电流变仪进行了电流变特性测试,考察了7d内的悬浮稳定性能。结果表明:BaTiO_3、PAn确实发生了逐层包覆,且电导率、介电常数、介电损耗和剪切应力均符合复合效应规律,介于PAn与FAFB@BaTiO_3之间,其中,剪切应力可达675Pa(电场强度为3.0kV/mm);漏电现象得到缓解,击穿电压提高了20%;比较悬浮稳定性发现,7d后FAFB@BaTiO_3@PAn悬浮率仍为82%。     

漂珠改性天然橡胶复合材料的性能研究

利用Si-6偶联剂改性漂珠,通过直接共混法将改性的漂珠和NR制备漂珠/NR复合材料.研究复合材料的拉伸性能、硬度、热性能变化规律,并利用SEM研究试样拉伸断裂机理.结果表明:改性后漂珠的粒径减小,呈不规则的块状结构.与半补强炭黑/NR相比,漂珠/NR复合材料的断裂伸长率提高,拉伸强度未见变小,硬度减小.价格低廉的漂珠能替代炭黑作橡胶补强材料.     

玻纤增强聚合物/漂珠/水泥复合材料的研究

本文讨论了玻纤增强聚合物/漂珠/水泥复合体系的反应、微相结构和力学性能.通过SEM、XRD、TG、DTA和力学性能的测试发现:由于玻纤的增强作用和聚合物好的韧性与粘接性,可以显着地提高体系的抗弯强度.同时还发现聚合物能影响水泥的水化反应,降低体系游离氢氧化钙含量,起了减缓玻纤被腐蚀的作用,从而改善了复合材料的耐久性.      

聚苯胺/石墨导电复合材料的制备与表征

根据石墨的层状结构，以可膨胀石墨（KP）或膨胀石墨（EP）为模板，应用原位聚合法成功制备了聚苯胺（PANi)石墨导电复合材料。通过FT－IR、XRD、SEM和电导率测量等手段表征了其结构和性能。结果表明，PANi/EP的电导率与单一组分相比，都有大幅度提高，而PANi／KP的电导率介于两组分之间，PANi/EP的电导率高于PANi/KP复合材料4－5倍。XRD证明，膨胀石墨与聚苯胺复合大大提高了聚苯胺的结晶度，改善了聚苯胺的结构缺陷。FT－IR表明聚苯胺的特征吸收峰发生了位移，表明KP或EP的表面官能团与聚苯胺之间发生了氢键或共轭作用。     

粉煤灰漂珠道路声屏障材料的吸声性能研究

轻集料多孔混凝土因其轻质、多孔、耐候性好的特点,可应用在交通噪声控制领域。试验选用热电厂固废粉煤灰漂珠作为集料,水泥作为胶凝材料制备了一种新型轻集料多孔混凝土,可用作道路声屏障的吸声材料。通过实验表征,探究了成型压力、骨胶比2个因素对于试样吸声性能的影响。同时使用Horoshenkov&Swift模型对材料曲折度因子与流阻进行反演求解,探究成型条件对其影响。结果表明,随着压力的提升,试件吸声的峰值频率向低频移动,峰值处的吸声系数下降;随着骨胶比的提升,试件吸声的峰值频率向高频移动,峰值处的吸声系数提高;反演运算的计算结果表明拟合优度R²>0.8,具有可信性。在0.9骨胶比的条件下,成型压力与曲折度因子和流阻呈正相关;在0.2 MPa的加压强度下,骨胶比与曲折度因子呈负相关。     

导电聚苯胺的制备及其表征

以十二烷基苯磺酸(DBSA)为活性剂和掺杂剂,以过硫酸铵(APS)为氧化剂,通过乳液聚合的化学合成方法制备聚苯胺(PANI)乳液;采用扫描电子显微镜(SEM)、傅氏转换红外线光谱分析仪(FTIR)等对聚苯胺复合膜进行表征。研究发现:聚苯胺颗粒均匀地分散在聚乙烯醇基体上,DBSA用量对聚苯胺膜的导电性及电致变色行为产生影响。常温条件下,当n(DBSA)/n(AN)=1.03时,聚苯胺的电导率可达1.28S/cm,此时电致变色效果最佳。     

导电聚苯胺纤维的制备与性能表征

以一种新型的双子表面活性剂6,6′-(丁基-1,4-二基双氧)双(3-壬基苯磺酸)(9BA-4-9BA)作为掺杂剂制备聚苯胺导电纤维,并与用2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPSA)掺杂的聚苯胺纤维的性能进行比较,探讨了聚苯胺分子量、纺丝原液的浓度、掺杂剂种类、凝固浴、牵伸工艺对纤维形貌和导电性能的影响。研究表明,质量分数为14%的AMPSA掺杂聚苯胺的二氯乙酸溶液在丙酮凝固浴中得到的初生纤维的电导率达到1.77S/cm,而质量分数为14%9BA-4-9BA掺杂聚苯胺的二氯乙酸溶液在9BA-4-9BA/丙酮凝固浴中得到的初生纤维及1倍牵伸纤维的表面形貌光滑规整,电导率分别为0.39 S/cm和1.14 S/cm。     

高导电Sb-SnO_2/钛酸钾/聚苯胺复合材料的制备及其性能

采用两步法成功制备Sb-SnO2/钛酸钾/聚苯胺(SST/PANI)多元复合材料。首先制备包覆均匀的Sb-SnO2/钛酸钾(SST)复合物,然后以该复合物为载体,通过其表面苯胺(An)单体的化学氧化聚合获得目标产物。利用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、热分析(TG-DTA)、Fourier红外光谱和交流阻抗测试对复合材料进行表征。结果表明:聚苯胺与SST之间主要为物理结合;当苯胺的包覆率为25%时,SST/PANI复合材料的体积电阻率可达1.8Ω·cm,且聚苯胺的包覆均匀性尚好。     

原位乳液聚合法制备PAn/PMMA导电复合材料

以(NH4)2S3O8为氧化剂、十二烷基苯磺酸(DBSA)为乳化剂和掺杂剂、苯胺(An)为单体,原位乳液聚合制备了聚苯胺(PAn)/聚甲基丙烯酸甲酯(PAMM)导电复合材料.观察了复合物粒子形貌.研究了反应温度、反应时间、掺杂酸及单体用量等对聚苯胺产率、导电性能的影响.结果表明:复合物粒子为纳米级核/壳结构.适宜的掺杂条件为:APS/An(摩尔比)=1.0～1.2;DBSA/An(摩尔比)=1.5～1.8;An/PMMA(质量比)=1∶4;反应时间18小时;反应温度低于5℃.红外光谱研究表明:PMMA的加入会使体系的掺杂率有所降低.     

电化学制备有序聚苯胺／聚苯乙烯复合材料

利用垂直沉积自组装技术在氧化铟锡（ITO）导电玻璃基底上制备出高度有序的聚苯乙烯（PS）薄膜,以此为模板,在三电极体系中应用循环伏安法,控制电势在-0．3-0．9V之间,以20mV／S的扫描速度,在有序排列PS薄膜的表面电化学沉积聚苯胺（PANI）,成功制备出了聚苯胺／聚苯乙烯（PS／PANI）有序导电高分子复合材料,通过紫外-可见光分光光度计、循环伏安法、场发射扫描电镜、x射线衍射仪进行表征,结果表明,制得的PS／PANI复合材料粒径均匀、排列有序、呈密堆积结构,可为制备具有有序中空或大孔膜产物提供较理想的模板。     

碳纳米管/聚苯胺复合材料的制备及电性能

利用超声波将多壁碳纳米管(CNTs)分散于苯胺盐酸溶液体系中,以过硫酸铵((NH4)2S2O8)为氧化剂,原位聚合法制备碳纳米管/聚苯胺纳米复合材料(CNTs/PANI)。采用扫描电子显微镜(SEM)、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、四探针电导率测试仪对复合材料进行表面观察、结构测定和电性能表征。结果表明,复合材料为核-壳结构,碳纳米管和聚苯胺间存在相互作用,其电导率随碳纳米管含量的增加而增加。     

聚苯胺薄膜的制备及导电性

采用真空蒸发沉积法,以盐酸掺杂态和本征态聚苯胺粉末为原料,分别在Si(100)和载玻片上沉积了聚苯胺膜。利用傅立叶红外光谱仪(FT-IR)和扫描电镜(SEM)对薄膜进行了表征,并研究了原料颗粒尺寸对成膜质量的影响。电导率测试结果表明,采用该方法沉积的薄膜电导率在10-6S/cm量级,达到了防静电材料电导率的要求。     

基于电子束辐照的聚苯胺/棉复合导电织物的制备与表征

采用原位聚合法制备了聚苯胺/棉复合导电织物,并对其结构和性能进行了研究。结果表明,当过硫酸铵与苯胺的物质的量比为0.8,苯胺浓度为0.45 mol/L,盐酸浓度为0.5 mol/L,氧化时间为4 h,反应温度为0~5℃时,棉织物电阻降至最小值1.281 kΩ·cm,织物增重率为17.91%,棉织物的导电性能有一定的提高。此外,在优化后的原位聚合工艺的基础上,探讨了电子束辐照方式对织物导电性能的影响。结果表明:共辐照方式可改善导电性能,织物电阻率下降了59.48%,而预辐照方式反而使织物导电性能变差。     

接枝聚合聚苯胺/CeO2-COOH复合材料的性能及聚合机制

对二氧化铈(CeO2)进行羧基化改性得到羧基化二氧化铈(CeO2-COOH),并与苯胺(An)接枝聚合得到核壳结构聚苯胺/二氧化铈复合材料(PANI/CeO2-COOH)。采用红外光谱、X射线光电子能谱、X射线衍射、热重分析、扫描电子显微镜及旋转圆盘电化学测试技术分析材料的结构及性能。结果表明,CeO2-COOH的CeIII/CeIV的比值接近1,具有较高的表面氧空位;PANI/CeO2-COOH中PANI接枝效果较好,而且与纯PANI结构相同;CeO2-COOH与PANI之间通过价键接枝形成的PANI/CeO2-COOH复合材料起始分解温度在228℃左右,且在200~600℃内的分解速率较慢,表现出较好的热稳定性;在1mol/LH2SO4中对电极进行循环伏安和恒电流充放电测试,PANI/CeO2-COOH复合材料电极不仅具有良好的峰对称性和最高阳极峰电流,而且还具有较好的电容性能,当电流密度为0.5A/g时,比电容达到149.5F/g。