聚苯胺及聚苯胺／滌綸復合導電纖維的制備.pdf

《聚苯胺及聚苯胺／滌綸復合導電纖維的制備.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在應用文檔-天天文庫。

1、產(chǎn)品開發(fā)產(chǎn)業(yè)用紡織品總第275期倡聚苯胺及聚苯胺／滌綸復合導電纖維的制備張保宏薛濤孟家光（西安工程大學紡織與材料學院，西安，７１００４８）摘要：以過硫酸銨為氧化劑、硫酸為摻雜酸，采用化學氧化聚合法制備聚苯胺粉末；以同樣的氧化劑和摻雜酸，采用原位聚合法（現(xiàn)場吸附聚合法）制備聚苯胺／滌綸復合導電纖維。采用掃描電子顯微鏡和萬用表對聚苯胺粉末以及聚苯胺／滌綸復合導電纖維的結構和導電性能進行測試。研究過硫酸銨與苯胺單體摩爾比和硫酸濃度對復合導電纖維導電性能和結構的影響。得到制備聚苯胺和聚苯胺／滌綸復合導電纖維的最佳工藝條件為：過硫酸銨

2、／苯胺單體摩爾比１∶１，硫酸濃度１．０ｍｏｌ／Ｌ，反應時間６ｈ，反應溫度１５～２５℃。關鍵詞：聚苯胺，化學氧化法，聚苯胺／滌綸復合導電纖維，原位聚合法，導電性能中圖分類號：ＴＳ１０２．６　　　文獻標志碼：Ａ文章編號：１００４－７０９３（２０１３）０８－００１０－０５［９］　?。保梗罚茨辏毡局ù髮W的白川英樹研究室意實際生產(chǎn)中有很大的局限性；而原位聚合法可外發(fā)現(xiàn)了具有交替單鍵和雙鍵結構的高順式聚乙紡性好，節(jié)約成本，纖維導電性能優(yōu)良，工藝簡單，［１０-１１］炔；隨后，白川英樹與美國高分子化學家艾倫·黑其研究價值較高。格和艾倫·

3、麥克迪等合作研究發(fā)現(xiàn)，此聚乙炔薄膜經(jīng)過摻雜后呈現(xiàn)明顯的金屬特征，聚乙炔薄膜的電１　聚苯胺的制備９導性增加了１０倍，達到１０００Ｓ／ｃｍ，遠遠超過此［１-４］前所有的高分子材料。近年來，人們對聚苯胺合成的理論和實踐做了導電高分子材料也稱導電聚合物，導電高分子大量的研究，以便更好地提高聚苯胺的導電性能。材料根據(jù)其組分可以分為復合型導電高分子研究表明：聚苯胺的性能隨著摻雜、反摻雜及各種（ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅｐｏｌｙｍｅｒｓ）和本征型導電高分后處理手段的不同而不同。前人的研究為制備性［５-６］子（ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ

4、ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅｐｏｌｙｍｅｒｓ）兩大類材料。能優(yōu)良的聚苯胺材料打下了堅實的基礎。聚苯胺作為導電高分子材料的一種，它的優(yōu)點很要制備性能優(yōu)良的材料，合成方法是關鍵。如多，原料易得，制備簡便，穩(wěn)定性好，電荷貯存能力需要大批量合成聚苯胺時，適合采用化學方法；如［７-８］強，電導率高，因此具有廣闊的應用前景。通過果生產(chǎn)小批量的特種性能聚苯胺，或用于科學研紡絲法和原位聚合法可以制備聚苯胺導電纖維。究，則可使用電化學方法。紡絲法對紡絲設備及紡絲操作的要求十分苛刻，在1．1試驗試劑與儀器試劑：苯胺（天津市福晨化學試劑廠，ＡＲ），過倡西

5、安工程大學博士科研啟動項目（ＢＳ１１１２）；陜西省重點學硫酸銨（天津市盛奧化學試劑有限公司，ＡＲ），濃科建設專項資金項目（陜〔２００８〕１６９）；陜西省重點實驗室專項資助硫酸（北京化工廠，ＡＲ）。項目（１２ＪＳ０４４）儀器：ＶＣ８９０Ｄ型數(shù)字萬用表（深圳市勝利高收稿日期：２０１２－０７－０９電子科技有限公司），ＫＹＫＹ-２８００Ｂ型掃描電子顯作者簡介：張保宏，男，１９８９生，在讀碩士研究生。主要研究方向為新材料和新工藝。微鏡（北京中科科儀公司），電子天平，ＤＺ-１ＢＣ型通信作者：薛濤，Ｅ-ｍａｉｌ：ｆｕｌｉｎｇｊｕｓｈｉ＠１

6、２６．ｃｏｍ電熱真空干燥箱（天津市泰斯特儀器有限公司），—１０—2013年第8期產(chǎn)業(yè)用紡織品產(chǎn)品開發(fā)ＫＱ３２００Ｅ型超聲波清洗器（昆山市超聲儀器有限為中間態(tài)聚苯胺；當過硫酸銨與苯胺單體摩爾比大公司），磁力攪拌器（金壇市大地自動化儀器廠），于１∶１時，聚苯胺的電阻率隨著過硫酸銨與苯胺單壓片機。體摩爾比的增加而增加。因此，過硫酸銨與苯胺單1．2聚苯胺的化學氧化合成體最佳摩爾比為１∶１。在苯胺的酸性（硫酸）溶液中加入一定量的氧化劑（過硫酸銨），在一定的ｐＨ值下苯胺被氧化，發(fā)生聚合反應而生成聚苯胺。1．3聚苯胺的導電性能與結構表征使

7、用ＶＣ８９０Ｄ型數(shù)字萬用表測定聚苯胺壓片的電阻率；使用ＫＹＫＹ-２８００Ｂ型掃描電子顯微鏡觀察聚苯胺的表面形貌。1．4結果與討論１．４．１　硫酸濃度對聚苯胺導電性能的影響圖２　聚苯胺導電性能和過硫酸銨與苯如圖１所示，在化學氧化聚合法制備聚苯胺胺單體摩爾比的關系中，過硫酸銨與苯胺單體摩爾比、溫度和時間一定１．４．３　硫酸濃度對聚苯胺表面形貌的影響時，當硫酸濃度小于１．０ｍｏｌ／Ｌ時，聚苯胺的電阻通過掃描電鏡可以看到，當硫酸分別處于低濃率隨著硫酸濃度的增加而減??；當硫酸濃度大于度區(qū)（０～０．７５ｍｏｌ／Ｌ）、中等濃度區(qū)（０．７５

8、～１．０ｍｏｌ／Ｌ時，聚苯胺的電阻率隨著硫酸濃度的增１．０ｍｏｌ／Ｌ）和高濃度區(qū)（１．０～２．０ｍｏｌ／Ｌ）時，合成加而增加。的聚苯胺結構照片如圖３所示。由圖３可以清楚地看出，處于硫酸低濃度和高濃度區(qū)的聚苯胺團聚都比較嚴重，呈現(xiàn)塊狀的形貌，而處于硫酸中等濃度區(qū)的聚苯胺形貌為蓬松的顆粒狀。故