论文部分内容阅读
本论文探究了磺化聚醚醚酮类聚合物用于湿度传感器领域的可能性和应用价值,因其具有优异的机械性能、良好的尺寸稳定性、更宽的工作区间和灵敏的低湿度响应能力等优点,被证明适合用作电阻型湿度传感器的感湿膜材料,制备高性能湿度传感器。1.首先通过后磺化的方法,制备了磺化聚醚醚酮材料（SPEEK）,并通过金属离子取代,探究了不同金属离子取代前后SPEEK聚合物的综合性能,感湿特性指标的测试结果表明:基于Ca2+取代后磺化型SPEEK的湿度传感器表现出最优异的综合性能。2.为了得到具有精确且更高磺化度（Ds）的SPEEK,探究聚合物的化学结构对其应用于湿度传感器的感湿特性的影响,采用直接合成法制备一系列具有不同Ds的主链型SPEEK。首次将主链型磺化聚醚醚酮应用于湿度传感器,扩大了SPEEK湿敏材料的相对湿度测试区间,并提高了其综合性能。我们发现:随着Ds的增加即聚合物链段中离子单体比例的增加,湿度传感器的湿滞先减小后增加。3.由于增加体系内亲水性位点可以降低聚电解质的湿滞效应,我们发现:在聚合物体系内引入聚醚类非离子亲水性化合物聚乙二醇（PEG）柔性链段,可以显著减小湿度传感器的湿滞效应。进一步选择与在湿敏材料领域广泛应用的Li Cl进行掺杂,推测基于SPEEK/PEEK-co-PEG/LiCl复合材料的湿度传感器同时具备聚电解质SPEEK电离的离子导电和PEG-Li+蠕动络合导电两种传导机理,证明PEG和Li+的引入可以显著提高湿度传感器的感湿特性。4.基于以上工作基础,设计Ca2+-SPEEK离子交联网络,证明Ca Cl2不仅作为掺杂剂显著提高了湿度传感器的灵敏度,而且作为交联剂降低了湿度传感器的湿滞。此外,探究了Ca Cl2作为掺杂剂的负载量对于SPEEK聚合物复合材料的微观形貌、热稳定性以及湿度传感器的感湿机理的影响规律。