机械共混制备ABS/PANI导电复合材料的研究

采用化学氧化法制备聚苯胺 (PANI),并用机械共混法制备电学性能优良的(丙烯腈/丁二烯/苯乙烯) 共聚物(ABS)/PANI导电复合材料.研究了PANI含量、偶联剂、混合条件等因素对PANI分散性及导电复合材料电导率的影响,同时,利用扫描电镜(SEM)和红外光谱(FT-IR)等分析测试技术对复合材料的微观特征进行了分析.SZ-82数字式四探针测试电导率分析得出PANI在ABS中的逾渗阈值约为40%,混炼4次后消除团聚,相对于PANI添加20%的偶联剂导电效果最佳.     

镍/聚苯胺复合材料的制备及其性质

采用原位聚合法制备不同质量比的镍粉(Ni)、聚苯胺(PANI)复合材料,其中以柠檬酸为掺杂酸,过硫酸铵作氧化剂。通过X射线衍射(XRD)和傅里叶红外线光谱仪(FTIR)对该复合材料的结构进行表征与分析。结果表明复合物中Ni与PANI之间不存在化学键的作用。将制备的Ni/PANI复合材料和镍粉作为填料制成涂料,涂层用四探针测试仪和网络分析仪进行表征和分析,研究不同质量比的填料对涂层性能的影响。结果表明:在填料质量比相同的涂层中,原位制备复合材料涂层的电导率和屏蔽效能均高于机械混合制备的复合材料;当原位制备的复合材料中Ni,苯胺(AN)质量比为1:4时,涂层的电导率和屏蔽效能均高于其他涂层,电导率达92.575 S/cm,屏蔽效能在所测频率范围内在70 dB以上,其中60%左右为吸收损耗。     

静电纺丝法制备聚苯胺/醋酸纤维素膜修饰电极

利用聚苯胺和醋酸纤维素为原料,按一定的配比配制成溶液,通过静电纺丝法修饰于铂电极表面,制备成聚苯胺/醋酸纤维素(PANI/CA)纳米纤维薄膜修饰电极(PANI/CA/Pt).采用各种电化学方法和扫描电镜(SEM)对PANI/CA纳米纤维薄膜进行了表征,并且用交流阻抗法分析了其在电极表面的动力学过程.结果表明PANI/CA纳米纤维薄膜电化学性质稳定,该修饰电极在H2SO4溶液中呈现出聚苯胺的特征峰,其SEM图显示PANI/CA纳米纤维在电极表面呈网状不规则立体分布,为构建生物传感器提供了一个良好的界面.以此为基础制备的葡萄糖氧化酶/聚苯胺/醋酸纤维素(GOx/PANI/CA/Pt)传感器对葡萄糖有良好的响应,有望制成物美价廉的生物传感器.利用静电纺丝法制备纳米纤维薄膜修饰电极并用来固定酶等蛋白质类高分子物质是一种新的可行性的方法.     

聚苯胺/氮掺杂碳纳米管复合材料的制备及其超级电容性能

采用化学氧化聚合法以不同浓度的苯胺单体制备聚苯胺(PANI-1和PANI-2),采用相同方法在氮掺杂碳纳米管(NCNTs)悬浮液中制备聚苯胺/氮掺杂碳纳米管复合材料(PANI/NCNTs-1和PANI/NCNTs-2)。利用循环伏安法、恒电流充放电和电化学交流阻抗技术对合成材料的超级电容器性能进行研究分析。在0.2 A/g电流密度下进行恒电流充放电, PANI/NCNTs-1和PANI/NCNTs-2复合材料可以获得较高的比电容。同时, PANI/NCNTs复合材料也具有优异的倍率性能和充放电稳定性,这都表明该复合材料在电化学储能器件领域具有广阔的应用前景。     

聚苯胺基导电织物的制备及其电致变色性能研究

以过硫酸铵为氧化剂,在白色棉布基材上,通过苯胺的"原位"聚合制备得到了聚苯胺基导电棉布(PANI/CCT).研究发现:通过这种"原位"聚合反应,苯胺同棉纤维素之间发生了化学键的结合,且在棉纤维表面生成直径为50~100 nm的聚苯胺颗粒;这些颗粒均匀包覆在棉纤维表面,形成致密的导电层,四电极法测其室温电导率可达1.13×10-3S/cm,导电性优良.此外,制备得到的PANI/CCT具有电致变色性能,在-0.45~0.3 V内呈现黄绿色,在0.3~1.0 V内则呈现深绿色,有望在全固态电致变色织物的制备中获得应用.     

弹性聚氨酯/聚苯胺复合纳米导电纤维的制备及表征

利用静电纺丝技术制备聚氨酯纳米纤维,采用原位聚合法在纤维表面聚合导电聚合物聚苯胺,得到具有优良导电性能的PU/PANI复合纳米导电纤维。利用扫描电镜(SEM)和红外光谱(FTIR)表征了PU/PANI复合纳米纤维的微观结构和化学组成,结果证明在聚氨酯纳米纤维表面成功合成了聚苯胺,并观察到聚苯胺均匀地包覆在聚氨酯纳米纤维的表面,PU/PANI复合纳米纤维呈现明显的皮芯结构。通过导电性能测试发现,PU/PANI复合纳米纤维电导率可达到4.34×10-1S/cm,导电性能优良。制得的复合纳米纤维网络的电导率相比普通纤维复合材料大幅提高,有望应用于微电子、传感器和抗静电领域。     

单扫伏安法测定聚苯胺的电导率

以实验室合成的本征态和两种掺杂改性的聚苯胺为待测试样, 采用恒电位仪的两电极测量体系, 利用单扫伏安法测定了聚苯胺的电导率。在测定时, 电极与试片间的压力影响接触电阻, 当压力为0 .5 MPa 时该电阻可忽略。实验测得3 种聚苯胺的电导率分别为5 .92 ×10 ^-5 、1 .52×10^-2 、2 .68×10^-1 S/cm , 说明掺杂改性聚苯胺的电导率有很大的提高。单扫伏安法方法不仅简便, 而且适合于测定半导体的电导率     

质子酸掺杂聚苯胺的电磁参数及吸波性能研究

探讨不同质子酸掺杂对聚苯胺结构、电磁参数及吸波性能的影响．采用化学氧化法将HCl,H2SO4,DBSA（十二烷基苯磺酸）,TSA（甲基苯磺酸）,SSA（磺基水杨酸）分别制备了二次掺杂聚苯胺．通过FTIR,Uv—Vis、四探针法、四态四端口测试系统分析了掺杂聚苯胺光谱特性、电导率、电磁参数及吸波性能．结果表明,质子酸掺杂聚苯胺的光谱特征吸收峰发生了不同程度的红移,电导率在0．12～0．79S／cm范围,属有机半导体材料．质子酸掺杂聚苯胺的微波吸收主要以介电损耗为主,在9．3GHz的最大微波吸收达到-5dB．     

二次掺杂态聚苯胺的制备与性能研究

为了研究二次掺杂聚苯胺(PANI)中掺杂剂的掺杂行为,本文采用化学氧化法制得盐酸掺杂的聚苯胺,经脱掺杂后,用樟脑磺酸(CSA)进行二次掺杂.通过改变CSA的加入量,考察了掺杂剂及其用量对聚苯胺结构和导电性能的影响.分别采用傅立叶变换红外(FT-IR)光谱仪和四探针电导率测试仪对掺杂后聚苯胺的结构和电导率进行了表征.结果表明:与本征态聚苯胺相比,CSA掺杂聚苯胺由于诱导和共轭效应使得其红外吸收峰向低波数方向移动.随掺杂剂CSA用量的增加,聚苯胺的电导率先增大后减小;当CSA与PANI的质量比为3.49∶1时,聚苯胺的电导率最大,达到2.22S·cm~(-1).之后,随着CSA加入量的继续增大,其电导率逐渐降低.     

导电聚乳酸/聚苯胺复合膜的制备及表征

用乳液聚合法制备了导电聚乳酸/聚苯胺复合膜并对其进行了表征。探讨了复合膜的制备工艺对电导率的影响并通过扫描电镜、红外光谱检测复合膜的表面特征和结构特点,使用四点探针法测定各种不同苯胺质量含量复合膜的电导率,体外细胞实验测试复合膜的生物相容性。结果表明:聚苯胺分散在聚乳酸膜中,形成了相互连通的多孔结构;红外光谱检测有聚乳酸和聚苯胺的特征峰;复合膜的导电率随聚苯胺质量含量上升而增加,当聚苯胺的质量含量为15%时,电导率达到2.31×10-3S/cm;体外细胞实验证明,复合膜有比纯聚乳酸更好的生物相容性,可以显著促进细胞生长。     

导电聚苯胺/聚甲基丙烯酸甲酯复合膜的合成及特征

采用原位氧化聚合法合成了聚苯胺(PAn)／聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)复合材料．通过溶液浇铸的方法制成了性能优良的可溶性导电自支撑膜，电导率达10^-2S／cm；考察了各种反应条件对复合膜电导率的影响，获得了最佳的聚合反应条件，并进行了环境稳定性测试，其循环伏安曲线表明聚苯胺具有稳定的电化学活性，元素分析结果表明复合的聚苯胺存在一饱和值，超过饱和值，提高聚苯胺的含量对电导率影响不大，并对复合膜进行了红外光谱测试．     

Influence of different substrates on the electrochromic property of polyaniline films

The polyaniline (PANI) films doped with complex acid (sulfuric acid and sulfosalicylic acid) were prepared using the potentiostatic method on bare nickel flake (NF) and flexible polyethylene terephthalate (PET)/indium tin oxide (ITO) substrates. The contents of the PANI films, surface elements, electrochromic property and electrical conductivity were characterized by energy dispersive X-ray spectrometer (EDS), cyclic voltammetry (CV) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The experimental results show that differences exist among cycle stability, redox reversibility and response time of polyaniline films on these two kinds of substrates, but the electrochromic phenomenon of the PANI films is in substantial agreement. The equilibrium transmittance spectra in the visible region (400–800 nm) for the PANI film on flexible PET/ITO substrate was obtained at different applied potential from −0.4 to 1.5 V. The results show that the transmittance of the PANI film by applying voltage is adjustable in a row and has excellent electrochromic performance.     

尺寸可控的自组装聚苯胺微/纳米空心球

分别以过硫酸铵（APS）和三氯化铁（FeCl3）为氧化剂,采用“无模板”的方法成功地制备了水杨酸（SA）掺杂的聚苯胺（PANI）微／纳米空心球．研究表明,氧化剂的不同氧化电位可以控制聚苯胺微球的尺寸．以氧化／还原电位较大的过硫酸铵为氧化剂时制得的小球直径较大,约为2～5μm;而以氧化／还原电位较小的三氯化铁为氧化剂时制得的小球直径较小,约为300—800nm．并通过FTIR,UV—Vis结构表征证实所得的聚苯胺均为掺杂态,不同氧化剂下聚苯胺的电导率均为-10^-1S／cm．     

超声辐照制备聚苯胺/碳纳米管复合微管

利用超声空化产生的强烈粉碎、分散等作用,在实现碳纳米管(CNTs)纳米分散的同时通过化学氧化法聚合单体苯胺,制备了聚苯胺(PANI)包覆CNTs结构的复合微管。用苯胺浸润CNTs解决了CNTs难于分散在HCl溶液中的问题。通过调节单体苯胺和CNTs的用量比调控PANI/CNTs复合微管的管径。XPS测试表明CNTs不影响PANI的掺杂度,但有利于稳定PANI的醌环结构。CNTs的加入提高了PANI的电性能,CNTs含量为12.82％时,PANI/CNTs复合材料比纯PANI的电导率高9.5倍。     

Characterization and comparison of conducting polyaniline synthesized by three different pathways

The conducting polyaniline (PANI) prepared by three chemical oxidative polymerization pathways including microemulsion, emulsion and aqueous solution methods were studied and compared. Their structures, morphologies and properties were characterized using FT-IR, XRD, TEM and TGA. PANI particles formed in aqueous solution have a smallest size and doping HCl enables to increase their conductivity. In contrast, PANI particles prepared by emulsion method have the highest thermal stability and conductivity and more ordered morphology. Rather different from these two methods, microemulsion approach allows forming nanocomposite PANI with tube-like nanostructure.     

pH值对聚苯胺的结构和导电性能的影响

基于酸浓度对苯胺聚合具有较大的影响,采用化学氧化法,在不同pH值条件下制备了聚苯胺,利用FT-IR、UV-V is、XRD对产物的光学吸收、凝聚态结构进行研究,并测定了样品的电导率。结果表明,当pH≥3时有偶氮链生成,并随pH值增大偶氮链增多;苯胺聚合生成具有良好结晶性的低聚物,且随pH值增大,低聚物的电导率急剧降低。当pH≤3时苯胺主要以首-尾连接方式聚合;随着pH值由2减小到0时,所获得的聚苯胺的紫外吸收光谱发生显著红移,其凝聚态结构由一种结构向另一种结构转化;只有当pH≤1时才能合成电导率较高的聚苯胺;当pH值由4减小到0时,聚苯胺的电导率增加了9个数量级。     

丙烯酸酯共聚物/聚苯胺复合膜的制备及性能研究

本文以甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯共聚物P(MMA-co-BA)乳液为基体,采用原位乳液聚合法制备了透明导电丙烯酸酯共聚物/聚苯胺(P(MMA-co-BA)/PANI)复合膜,对苯胺聚合工艺中引发剂的用量进行了探讨.使用紫外可见分光光度计对复合膜的透光性进行了分析,研究表明苯胺聚合工艺中引发剂用量为1.61%时,复合膜的可见光透过率较佳,当引发剂用量过大时,使复合膜的可见光透过率下降,同时使复合膜的耐水性变差.使用高阻抗测量仪和热重分析仪对复合膜的表面电阻及热稳定性进行了研究,使用傅立叶红外分光光度计、扫描电子显微镜对P(MMA-co-BA)/PANI复合膜的结构进行了表征.     

磺酸掺杂导电聚苯胺粉体及膜的制备及性能

采用溶液体系和乳液体系制备了导电聚苯胺,用电导率仪、XRD与TEM等分析手段对聚苯胺进行了表征和性能分析.研究了反应时间、反应温度、氧化剂用量和掺杂剂浓度等工艺条件对聚苯胺性能的影响,研究了聚苯胺的导电率和溶解性,结果表明:DBSA掺杂聚苯胺(DBSA-PANI)有良好的导电率、溶解性及热稳定性.