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本论文对导电聚苯胺纳米复合材料的制备,性能和应用进行了研究,取得了较为令人满意的结果。全文分为三个部分,第一部分为有机蒙脱土(记为OMMT)的合成与表征;第二部分为十二烷基苯磺酸掺杂聚苯胺/有机蒙脱土纳米复合材料(记为PAn-DBSA/OMMT)的合成、性能研究与表征;第三部分为十二烷基苯磺酸掺杂聚苯胺及其与有机蒙脱土纳米复合材料分别与丙烯酸酯共聚物共混(分别记为PAn-DBSA/AA,PAn-DBSA/OMMT/AA)及其电导率分析。
首先,用十六烷基三甲基溴化铵(HDTMA)对钠基蒙脱土(Na+-MMT)进行有机改性,合成了OMMT。其次,以十二烷基苯磺酸(DBSA)为掺杂剂和乳化剂,过硫酸铵(APS)为引发剂,采用插层乳液聚合(intercalatedemulsionpolymerization)方法合成了PAn-DBSA/OMMT导电纳米复合材料。
最后,采用实验室制备的导电聚苯胺材料分别与丙烯酸酯共聚物(AA)混炼,制备可以导电的共混物。研究各种导电聚苯胺材料在共混物中的分布和与基体的相容情况。PAn-DBSA与AA共混之后可以得到电导率达10-7~10-6S/cm的共混物。电导率随着混炼时PAn用量的增加而增大。SEM观察发现PAn-DBSA与AA基体的相容性较差且大小和分布十分不均匀,只有少量PAn-DBSA粒子被基体包裹。十二烷基苯磺酸掺杂聚苯胺复合有机蒙脱土与AA按质量比20/80进行共混也可以制得数量级为10-7S/cm的共混物。他们的电导率相当于同样质量比的DBSA掺杂聚苯胺与AA的共混物的电导率。通过SEM观察样条断面形态,可见OMMT作为载体使得PAn-DBSA/OMMT复合粒子良好的分散于AA基体中。复合粒子的均匀分布可以形成较为良好的导电网络而使共混物具有良好的导电性。