聚苯胺复合材料的介电性能研究

首先探讨了掺杂剂种类、掺杂剂用量对聚苯胺/聚酰胺纤维复合材料介电常数实部、虚部、损耗角正切、表面电阻的影响;其次研究了其外观形貌。结果表明:掺杂剂种类、掺杂剂用量对聚苯胺/聚酰胺纤维复合材料介电常数实部、虚部、损耗角正切、表面电阻影响较大;制备的聚苯胺复合材料具备良好的介电性能和导电性。     

酒石酸掺杂微/纳米结构聚苯胺的制备及表征

以酒石酸为掺杂剂,过硫酸铵为氧化剂,采用"无模板"自组装法合成了掺杂态聚苯胺微/纳米纤维。分析了酒石酸与苯胺的不同摩尔比对产物形貌、分子结构及电性能的影响。结果表明,酒石酸与苯胺摩尔比为1时,生成了长径比较大、有序性较好的聚苯胺微/纳米纤维,该比例下电导率达到9.355×10-2 S/cm。改变反应温度和反应时间,酒石酸在常温下自组装掺杂即可得到较高电导率的聚苯胺产物。傅里叶变换红外光谱、紫外可见光分光光度计、X射线衍射仪的表征结果证明,不同酒石酸与苯胺摩尔比下合成的聚苯胺微/纳米纤维均为掺杂态,且具有一定的导电性。     

导电导磁改性短碳纤维的制备及电磁特性的研究

对短碳纤维进行氧化处理后,采用原位氧化沉淀聚合法使苯胺/磁流体或者苯胺/磁粉在其表面进行包覆反应,制备出具备有一定长径比的导电导磁改性短碳纤维.采用扫描电镜、X射线能谱及X射线衍射对改性碳纤维的形貌、化学组成进行了分析,利用PNA-LN5230A微波网络测试仪测定了其在频率2GHz以下的复介电常数和复磁导率,对比分析了两种不同方法制备的改性碳纤维的电磁参数以及2mm厚度下的吸收损耗.结果表明:聚苯胺/磁流体包覆的碳纤维(改性SCF-A)包覆层完整、致密,Fe含量为2.86at%;聚苯胺/磁粉包覆碳纤维(改性SCF-B)的包覆层外观完整、比较松散,Fe含量为3.12at%.改性SCF-A的复介电常数的实部大于改性SCF-B,但其虚部则小于改性SCF-B;改性SCF-B的复磁导率整体大于改性SCF-A.在频率2GHz以下,改性SCF-A的最大吸收损耗为3.06dB,改性SCF-B的最大吸收损耗为4.14dB.     

导电导磁聚苯胺包覆短碳纤维的研究

采用磁性物质结合导电聚苯胺(PANI)层包覆短碳纤维(SCF)制备出导电导磁的短碳纤维,以改善SCF的电磁性能。采用扫描电子显微镜(SEM)结合能谱(EDS)表征了改性SCF的表面形貌、结构,利用PNA-L N5230A微波网络测试仪测定了其在频率2GHz以下的复介电常数和复磁导率。结果表明:在SDBS和油酸为1.0g处理磁流体,HCl用量为0.2mol/L,Fe3O4含量为3.2g时,聚合温度为10℃,反应时间为12h,可制得包覆层均匀、致密的导电聚苯胺/磁性物质包覆改性的短碳纤维。改性后,其介电性能有所下降,磁损耗有所增大。     

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。     

十六烷基三甲基溴化铵改性粉煤灰漂珠/聚苯胺复合材料的制备与表征

不同条件下利用阳离子型表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)对粉煤灰漂珠(FAFB)进行有机改性;再以苯胺(An)为单体,十二烷基苯磺酸(DBSA)为乳化剂和掺杂剂,过硫酸铵(APS)为氧化剂,利用乳液聚合法合成了有机改性漂珠/聚苯胺复合材料(FAFB-CTAB/PAn)。利用FTIR、XRD、SEM、TGA、化学元素分析和四探针技术对产物的结构与性能进行分析。结果表明:利用试验方法可得到改性效果最佳的FAFB,其中CTAB浓度为0.20mol/L,在80℃反应90min,以及CTAB改性漂珠(FAFB-CTAB)与聚苯胺(PAn)为原位复合;TGA结果说明PAn的包覆量为9.80%,且随着FAFB-CTAB的引入PAn的耐热性能增强,PAn的分解温度滞后了25℃;利用四探针技术测试发现,随着PAn的包覆,FAFB-CTAB/PAn的电导率可达到0.06S/cm,但仍处于半导体的范围。     

纤维表面盐酸掺杂聚苯胺热稳定性能的研究

采用改进的原位化学聚合法制备了聚苯胺/涤纶导电复合织物。以盐酸作为掺杂剂,过硫酸铵为氧化剂,探讨了焙烘温度对纤维表面聚苯胺导电性能的影响,同时还利用FT-IR和XRD对不同焙烘条件下的聚苯胺的红外光谱和结构进行了表征和分析。     

界面聚合法制备管状聚苯胺/聚苯胺包覆镍纳米复合材料及其电磁特性

采用工艺简单的界面聚合法制备了管状聚苯胺(PANi)及管状聚苯胺/聚苯胺包覆镍纳米粒子(PANi/PANi(Ni))复合材料。上层油相采用正己烷,下层水相采用稀盐酸溶液,将两相混合并添加镍纳米颗粒,在两相的界面处发生化学复合反应。通过FT-IR、XRD、TEM分析表征表明,生成了管状聚苯胺,形状均一,直径大约在100nm,并且存在着部分的结晶。聚苯胺很好地包覆了纳米镍粉,实现了管状聚苯胺及聚苯胺包覆纳米镍粉的多种物质及形态的复合,对其制备工艺及微波频段的电磁特性进行了研究。     

壳聚糖/聚乙烯醇复合纳米导电纤维的制备及性能表征

以壳聚糖(CS)、聚乙烯醇(PVA)和纳米石墨粉(G)为原料,利用静电纺丝技术分别制备了壳聚糖/聚乙烯醇共混纳米纤维及壳聚糖/聚乙烯醇/纳米石墨粉复合纳米纤维,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聚合CS/PVA和聚合CS/PVA/G复合纳米纤维。通过扫描镜、X射线衍射、红外光谱等测试手段对纤维的形貌和结构进行表征。结果表明,聚苯胺均匀包覆在经原位聚合的复合纳米纤维表面,提高了纤维的导电性能,纳米石墨粉与聚苯胺形成插入化合物进一步提高了纤维的导电性能。     

SiO_2表面包覆改性钛酸钡/聚酰亚胺复合薄膜的制备与性能

以聚酰亚胺(PI)为基体,将聚酰亚胺与钛酸钡(BaTiO3)纳米粒子进行复合,采用原位聚合法制备BaTiO3/PI复合薄膜。为提高BaTiO3纳米粒子的分散性和表面性能,采用SiO2对BaTiO3纳米粒子进行表面包覆改性,并制备改性BaTiO3/PI复合薄膜。采用红外光谱、X射线衍射、扫描电镜等对制备得到的改性BaTiO3进行了表征,测试了复合薄膜的介电性能。结果发现,SiO2与BaTiO3粒子间仅是物理包覆,没有新物质形成。测试频率为103 Hz时,质量分数为5%的SiO2包覆改性使复合薄膜的介电常数增大到21.8,介电损耗为0.00521,击穿强度为76 MV/m,储能密度为0.56J/cm3。研究表明,采用SiO2对BaTiO3改性使得复合薄膜的介电性能有所提高。     

聚苯胺纳米纤维的制备与电化学性能

以苯胺为单体、樟脑磺酸为掺杂剂,采用水热法制备了聚苯胺纳米纤维。利用红外光谱、X射线衍射、扫描电镜和透射电镜对聚苯胺进行了结构和形貌表征。在1 mol/L H2SO4电解液中,采用循环伏安、恒流充放电及交流阻抗等测试技术,对聚苯胺的电化学性质进行了研究。结果表明,成功合成了直径约为50 nm~80 nm的聚苯胺纤维;当电流密度从0.5 A/g(486 F/g)增大到2 A/g(363 F/g)时,聚苯胺的比电容仍达到363 F/g,比电容保持率为74%,并且表现了出较小的内阻。可见,制备的聚苯胺纳米纤维具有较高的比电容和良好的倍率特性,在电化学电容器中有潜在的应用价值。     

聚苯胺网状纳米结构的合成与表征

以樟脑磺酸为掺杂剂、三氯化铁和过硫酸铵为二元混合氧化剂,在水溶液体系中通过苯胺原位聚合制备得到直径为80～100nm的聚苯胺网状纳米结构,其导电率为10-2～10-1S/cm.进一步研究结果表明,三氯化铁可抑制聚苯胺纤维的形成,并同时起到掺杂剂和氧化剂的双重作用;通过控制FeCl3用量和n(APS):n(FeCl3)的比值,可调节产物的形貌结构和导电率.     

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。     

氧化锌晶须／聚苯胺核壳结构复合物的制备与性能研究

对氧化锌晶须(ZnOw)进行正硅酸乙酯(TEOS)和γ-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)改性后得到共改性氧化锌晶须(TA-ZnOw),在其表面进行聚苯胺(PANi)接枝聚合,制备了TA-ZnOw/PANi复合物.将其与只经APTES改性的氧化锌晶须(A-ZnOw)和聚苯胺复合而成的A-ZnOw/PANi复合物,及未经任何改性的氧化锌晶须(N-ZnOw)和聚苯胺合成的N-ZnOw/PANi复合物进行形貌、结构及性能比较.结果表明,TA-ZnOw/PANi复合物中的聚苯胺接枝效果最好,而且接枝在TA-ZnOw表面的聚苯胺结构与纯聚苯胺结构相同.且TA-ZnOw/PANi核壳结构复合物表现出最好的介电性能和热稳定性能,介电常数虚部最大值为6.86,壳层聚苯胺热分解温度为350℃.TEOS作为保护层,APTES作为自组装层,在制备TA-ZnOw/PANi核壳结构复合物过程中起了重要作用.     

铜钴镍铁氧体/聚苯胺复合物的制备及其电磁性能

采用水热法制备铜钴镍铁氧体粉末,通过原位聚合法制备具有改善电磁屏蔽性能的铜钴镍铁氧体/聚苯胺复合材料.通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和热失重分析仪(TG)来表征该复合材料的形态和结构.研究结果表明,聚苯胺均匀包覆铜钴镍铁氧体,与原始的铜钴镍铁氧体和聚苯胺相比,铜钴镍铁氧体/聚苯胺复合材料显示出增强的屏蔽效果.当铜钴镍铁氧体含量为40％、涂层厚度为2.5 mm时,铜钴镍铁氧体/聚苯胺复合材料的最佳屏蔽效果达到-50 dB,这表明铜钴镍铁氧体/聚苯胺复合材料具有良好的电磁性能.     

电磁屏蔽聚苯胺纳米纤维的电化学制备

聚苯胺在微波吸收及电磁屏蔽方面有极大的应用前景。研究了电化学聚合苯胺纤维,并对其物化性质进行了研究。采用扫描电子显微镜,X射线衍射仪等对聚苯胺的形貌、结构进行了研究,采用电化学测试系统对其循环伏安等性能进行了研究。结果表明,聚合电位和时间对聚合速度,聚苯胺结构和电导率都有很大的影响。聚苯胺纤维的表面形貌与聚合参数关系密切。通过控制聚合电位和时间,以盐酸为掺杂酸可以得到所需尺寸的聚苯胺纳米纤维。合成导电聚苯胺的最佳条件为:0.5mol/L An、1mol/L HCl、常温、聚合电位0.8V.聚苯胺纳米纤维电磁屏蔽效能显著,有利于制备高效轻质的电磁屏蔽材料。     

Fe3O4/聚苯胺微乳液聚合以及与聚丙烯腈复合纳米纤维的制备

以HCl为掺杂酸、CTAB为乳化剂、正丁醇为助乳化剂、过硫酸铵(APS)为引发荆,采用微乳液原位聚合Fe3O4/聚苯胺.通过高分辨透射电镜(HRTEM)、红外(FT-IR)、X射线衍射(XRD)对Fe3O4/聚苯胺复合材料的性质进行了一系列测定,证实合成了具有核-壳包覆结构的复合材料.然后将得到的纳米复合粒子与聚丙烯腈混合成纺丝液,通过静电纺丝制备出纳米纤维.对Fe3O4/聚苯胺实验中保持Fe3Od/聚苯胺与聚丙烯腈的质量比为3:8不变,改变聚苯胺中Fe3O4的相对含量.发现纳米纤维的直径随着Fe3O4质量分数的增加而增大,并且出现不均一性.     

聚苯胺包覆碳微球/聚对苯二甲酸乙二醇酯复合阻燃材料的制备及性能

通过化学氧化法合成聚苯胺,并利用原位聚合法将聚苯胺(PAN)包覆在碳微球(CMSs)上,采用熔融共混法制得阻燃聚苯胺包覆碳微球/聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料(CMSs-PAN/PET)。采用扫描电镜、红外光谱仪、热重和氧指数仪等,对其形貌结构、分散性、热稳定性能、阻燃性能和力学性能进行了分析和研究。结果表明,聚苯胺包覆后的CMSsPAN与原始CMSs相比,在PET基体中的分散性得到提高,CMSs-PAN/PET的拉伸强度比CMSs/PET提高了28.1%;与纯PET相比,CMSs-PAN/PET复合材料的热稳定性明显提高,其极限氧指数达到32.1,提高了10.4。     

导电性聚苯胺纳米复合材料的研究

通过化学方法制备了导电聚苯胺包覆的聚丙烯酰胺/镍基蒙脱土纳米复合材料。实验结果表明,该法制备的聚苯胺/镍基蒙脱土/聚丙烯酰胺(PAn/Ni2 -MMT/PAM)复合材料比盐酸掺杂聚苯胺(HCl-PAn)具有更好的导电性,其电导率最大可达0.10scm-1。并通过红外光谱(FT-IR)、X-射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)对该复合材料的结构进行了研究。     

氨基磺酸掺杂导电聚苯胺/OMMT纳米复合材料的制备与性能研究

以氨基磺酸为掺杂剂,过硫酸铵(APS)为引发剂,分别采用溶液插层和超声波插层的方法制备了聚苯胺包覆有机蒙脱土(OMMT)纳米复合材料.探讨了OMMT的用量对产物电阻的影响,并通过对产物电阻的测定将两种制备方法进行了比较.用XRD和FT-IR对纳米复合材料进行了表征.结果表明,经超声波插层聚合得到的纳米复合材料的压片电阻较好.