基体表面性质对原位聚合沉积导电聚苯胺薄膜性能的影响

以水溶性高分子聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为空间稳定剂,在经十八烷基三氯硅烷(OTS)改性的玻璃表面进行原位聚合,沉积得到导电聚苯胺(PANI)薄膜。采用表面界面张力仪、扫描电镜(SEM)、紫外可见光谱(UV-Vis)、红外光谱(FT-IR)、四探针电导率测试仪及光学显微镜对不同基体表面的接触角、PANI膜的形貌、厚度、结构、导电性及其在亲/憎水表面选择性沉积性能进行测定。结果表明:OTS对玻璃表面的改性促进了聚苯胺的沉积且提高了薄膜厚度,薄膜饱和厚度达到200 nm;缩短了溶液中苯胺分散聚合的诱导期,反应速率增大;与未改性玻璃表面沉积的薄膜相比,改性的玻璃表面得到的聚苯胺薄膜更加细密均匀,聚苯胺颗粒尺寸小,堆积紧密;薄膜的电导率达到7.5×10-3S/cm;OTS改性对基体表面的薄膜生长和溶液中的苯胺聚合具有催化作用。     

分段控温原位聚合沉积法制备苯胺-邻苯二胺共聚物薄膜

提出在玻璃基体表面原位聚合沉积制备苯胺邻苯二胺（AnoPD）共聚物薄膜的一种方法：分段控温法,即高温预聚（高水浴温度）、低温聚合（冰水浴）。该法可在缩短聚合反应时间的同时避免暴聚现象,提高成膜效率,所得共聚物薄膜形貌特征优异、膜厚均匀;该法可制得饱和厚度120 nm,电导率9.16×10-2 S/cm的AnoPD共聚物薄膜,具有与均聚PAn薄膜不同的电致变色性能。     

聚苯胺/碳化钨导电复合材料的合成

以苯胺和过硫酸胺为原料,采用原位聚合方法合成了聚苯胺/碳化钨(PANI/WC)导电复合材料。研究了反应体系中碳化钨的含量对复合材料电导率的影响,确定了较佳的聚合条件,并且通过FT-IR、XRD、XPS和DSC-TGA等手段对复合材料的结构和性能进行了表征和分析。结果表明：碳化钨(WC)的加入提高了聚苯胺的电子导电性能,复合材料中聚苯胺组分为无定型, WC的晶型在反应前后并未发生变化,复合材料的热稳定性好并且质子化程度更高。     

二噻吩基喹喔啉的氧化聚合及其酸致变色性能

以双三苯基膦二氯化钯(Pd(PPh₃)₂Cl₂)为催化剂,通过Stille偶联反应合成二噻吩基苯并噻二唑,将其作为原料分别与5,6二酮-1,10-邻菲罗啉、菲醌、苊醌和联苯甲酰反应,分别制备了4个二噻吩基喹喔啉衍生物(P1、P2、P3、P4)。以无水FeCl₃作为氧化剂,4个二噻吩基喹喔啉衍生物通过溶液氧化聚合为4个均聚物。用FT-IR和¹H-NMR等测试手段对单体及聚合物的结构进行了表征。通过UV-Vis-NIR光谱和荧光光谱法,研究了聚合物本征态以及与不同浓度的三氟乙酸(TFA)作用时的光学性能。结果显示,聚合物P2~P4对低浓度TFA具有良好的敏感性,其中聚合物P2与8.0×10^-4 mol/L的TFA作用后,P2的CHCl₃溶液的颜色发生明显变化,并且其UV-Vis-NIR光谱在600~1 100 nm出现新的宽吸收带。P2~P4具有一定的荧光性能,且向溶液中加入一定浓度TFA时,聚合物荧光强度减弱且发射波长发生蓝移,其中聚合物P2与8.0×10^-6 mol/L的TFA作用时其荧光发射强度明显减弱。     

聚苯胺/纳米二氧化锰复合材料Ⅰ.原位氧化合成制备

用固相合成法制备了纳米二氧化锰(nm-MnO2),并通过原位聚合法制备了聚苯胺／纳米二氧化锰复合材料。研究结果表明：在苯胺／nm-MnO2的盐酸反应体系中,nm-MnO2可以使苯胺氧化聚合。在一定的nm-MnO2用量下,聚苯胺的产率随苯胺添加量的增加而下降,nm-MnO2在产物中的含量也随之下降,且含量很低。在苯胺：／nm-MnO2／过硫酸铵的反应体系中,研究了Nm-MnO2通过两种不同的加料方式原位制备PA-NI／nm-MnO2复合材料的合成条件。第一种方式为nm-MnO2和过硫酸铵同时与苯胺混合,一起参与苯胺的氧化聚合。第二种方法是先将过硫酸铵和苯胺混合,3min后再将nm-MnO2加入反应体系中。研究表明：第一种加料方式得到的队NI／nm-MnO2中nm-MnO2的含量很低;第二种加料方式可以得到高nm-MnO2含量(w=0．14-0．73)的产物,其电导率约10^-4S／cm。     

聚苯胺在聚酰亚胺膜基体表面的原位沉积成膜机理

采用分散聚合方法,在聚酰亚胺（PI）膜基体表面原位成膜,制备聚苯胺-聚酰亚胺-聚苯胺（PANI-PI-PANI）导电复合膜。通过反应历程跟踪、扫描电镜（SEM）及静滴接触角-界面张力测量仪研究了PANI在PI基体表面原位成膜的过程及其驱动力。结果表明,PANI在PI基体表面的成膜过程有3个阶段：含苯胺的结构单元(包括An盐酸盐、An阳离子自由基及低聚物)在PI表面吸附成核阶段、膜快速增长阶段和增长完成阶段;PANI膜由PANI小颗粒逐渐堆积而成,直至覆盖整个PI膜表面;PANI成膜的主要驱动力来自亲水疏水相互作用。     

聚苯胺/PA-6导电复合膜的电化学合成与性能

用电化学复合法，以聚己内酰胺为膜基，通过氟硼酸掺杂，使苯胺电解聚合，制成一种新型的聚苯胺／聚己内酰胺（ＰＡｎ／ＰＡ－６）复合膜，考察了电流密度、掺杂剂浓度及苯胺浓度等因素对导电复合膜的电导率、机械性能的影响。     

喹喔啉与二辛基芴交替共聚物的合成及其酸致变色性能

通过还原4,7-二溴-2,1,3-苯并噻二唑制备2,5-二溴邻苯二胺,并分别与1,10-邻菲罗啉-5,6-二酮、苊醌、菲醌和联苯甲酰缩合反应,制备了4种单喹喔啉衍生物（M1、M2、M3、M4）。在二乙酸钯（Pd（CH₃COO）₂）和配体三环己基膦的催化下,通过Suzuki反应将2,7-二（4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼酸烷）-9,9-二辛基芴（M5）分别与M1、M2、M3、M4交替共聚制得4种聚合物（P1、P2、P3、P4）。通过FT-IR和¹H-NMR等测试方法表征所有单体及聚合物的结构。通过UV-Vis光谱和荧光光谱探讨了4种聚合物在CHCl₃溶液中本征态的光谱性能,以及相应聚合物的CHCl₃溶液被低浓度三氟乙酸（TFA）质子化时的光学性能。结果显示,4种聚合物对低浓度TFA有良好的敏感性。聚合物P1与2.17×10^-7 mol/L的TFA作用时,P1的CHCl₃溶液明显变色。聚合物P2~P4的CHCl₃溶液与4.32×10^-3 mol/L的TFA作用时,溶液颜色发生变化,与此同时在UV-Vis光谱上500~800 nm处出现新的吸收带。同时,4种交替共聚物的CHCl₃溶液具有较好的荧光性能,当溶液中加入低浓度的TFA时,即在4种聚合物的CHCl₃溶液中分别加入7.0×10^-10、1.73×10^-6、7.5×10^-7 mol/L和4.0×10^-6 mol/L的TFA时,其荧光发射强度明显减弱。     

原位聚合玻纤-尼龙6热塑性复合材料的研究

研究了己内酰胺开环聚合反应,确定了适用于RTM方法原位制备玻纤织物增强热塑性复合材料的工艺。结果表明:表面处理可抑制玻纤对单体的阻聚作用,使单体转化率达97%,尼龙6的分子量大于3.0×105;制备的玻纤方格布增强尼龙6复合材料的力学性能比纯尼龙6有显著提高。SEM分析表明复合材料有着良好的界面连接。     

双原位复合法制备Ag-PANI纳米复合材料及其表征

通过缓慢搅拌,在甲苯-水界面采用双原位复合法制备了银-聚苯胺(Ag-PANI)纳米复合材料。通过傅里叶红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X-射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)对复合材料的结构和形貌进行了表征。采用循环伏安(CV)、四探针测试仪、热重分析(TG)对复合材料的性能进行了表征。结果表明,当苯胺、过硫酸铵和硝酸银的物质的量之比为1:0.5:0.1时,产物纤维状形貌均一,直径约120 nm,银纳米粒子(粒径约10 nm)均匀分布在PANI中。 与结构相似的纯PANI纤维比较,该复合材料具有更高的电导率(13.3 S/cm)、热分解温度(482 ℃)和电化学活性。     

共聚物酸掺杂接枝聚苯胺的研究

采用核壳乳液聚合方法合成了以甲基丙酸甲酯、甲基丙烯酸和丙烯酸丁酯三元共聚物酸为核,聚苯胺为壳的导电高分子复合物。复合物的电导率随着聚苯胺含量的增加而升高。用粒径分析仪、ＴＥＭ、ＦＴ－ＩＲ和ＤＳＣ对复合材料进行了表征。结果表明形成了核壳结构,由于共聚物酸起到了掺杂剂的作用,使制得的复合物能在环己酮、四氢呋喃等普通有机溶剂中有好的溶解性。     

掺杂率对乳液聚合制备聚苯胺结构性能的影响

对乳液聚合的十二烷基苯磺酸(DBSA)掺杂聚苯胺(PAn)进行不同pH值溶液浸泡处理。采用元素分析、红外光谱分析、X射线衍射及热失重分析等手段，研究了不同掺杂率对PAn结构性能以及PAn在普通有机溶剂中的溶解性能和导电性能的影响。结果表明：随DBSA掺杂率的增加，PAn的电导率及其在三氯甲烷中的溶解度增加，带有烷基长链的DBSA使PAn形成以DBSA为间隔的有序层状结构；而且合成的PAn-DBSA热稳定性良好。     

乳液聚合—萃取法制备掺杂态聚苯胺溶液

提出了一种“乳液聚合－萃取”法制备掺杂态聚苯胺溶液的方法。该方法不仅简化了制备步骤，而且减少了有机溶剂的用量从而有利于环境保护。ＳＥＭ，ＵＶ－Ｖｉｓ，ＦＴＩＲ和ＸＰＳ测量表明用该方法所得到的聚苯胺薄膜具有典型的掺杂态聚苯胺的结构特征，证实这种方法的有效性。     

二氧化锰化学氧化法合成导电聚苯胺

研究了以二氧化锰为氧化剂，苯胺（ANI）化学氧化聚合的新型反应，探讨了氧化剂的用量、反应体系酸度、苯胺用量，反应温度，酸的种类等条件对聚苯胺（PANI）的产率和电导率的影响，在2．7mol/L的盐酸介质中二氧化锰与苯胺摩尔比为0．7的条件下室温氧化聚合4h，可得到电导率为12．5S/cm的聚苯胺，产率为73％，对产物聚苯胺的结构用红外光谱和紫外－可见光谱进行了表征。     

纳米碳酸钙表面原位聚合聚甲基丙烯酸甲酯微结构及性能

利用原位乳液聚合在纳米碳酸钙(CaCO3)粒子表面接枝包覆了聚甲基丙烯酸甲酯(PM-MA),借助于FT IR1、H-NMR、TGA和GPC等手段研究了PMMA界面层结构、热稳定性及分子量分布。结果表明:纳米CaCO3粒子表面接枝的PMMA以间同(rr)立构结构为主,其含量约52.8%;热稳定性介于无皂和有皂乳液聚合之间,热分解温度比无皂乳液聚合的PMMA高约50°C,其分解主要由PMMA亚乙烯基链端的β-断裂及自由链断裂引起。纳米碳酸钙表面接枝的PM-MA分子量比均聚物大,分布也较宽。纳米CaCO3粒子的存在对PMMA的微结构没有影响,但对PMMA的热稳定性、分子量及其分布有影响。     

等离子体引发原位聚合制备凹凸棒土/聚苯乙烯纳米复合物

用阳离子表面活性剂处理凹凸棒土（Attapulgite),通过超声分散的方法将其均匀分散到苯乙烯单体中，并采用等离子体引发的方法制备出凹凸棒土／聚苯乙烯纳米复合物。通过透射电子显微镜（TEM）和X－射线衍射（XRD）观察了凹凸棒土及其纳米复合物的微观结构。对复合物的GPC测试表明，采用等离子体引发聚合反应可以显著提高树脂的分子量。XRD结果表明聚苯乙烯不是嵌入到凹凸棒土的层间，而是通过离子吸附接枝在凹凸棒土的棒状晶束上。     

顺序加料法制备聚苯胺与聚吡咯复合物 及其电化学电容性能

以顺序加料原位聚合法化学氧化制备了聚吡咯（PPy）和聚苯胺（PANi）的复合物。采用SEM、红外光谱表征其结构,采用电化学工作站测试其超级电容性能。结果表明：制得的聚苯胺与聚吡咯的复合物,形成了二次结构;复合物的循环伏安特性曲线均接近于理想的矩形,恒流充放电曲线基本为线性,呈现双电层电容;PANi-PPy和Ppy-PANi复合物的最高比电容分别达到227.6、195.5 F/g。     

改性芳纶/聚苯胺复合导电纤维的制备

以聚对苯二甲酰对苯二胺（简称芳纶,PPTA）纤维为基材,使用环氧氯丙烷（ECP）对PPTA表面进行有机修饰,得到了ECP改性的PPTA纤维(ECP-PPTA),然后使苯胺单体在ECP-PPTA表面接枝聚合,制备了ECP-PPTA/PANI复合导电纤维。用傅里叶变换红外分光光度计（FT-IR）、扫描电子显微镜（SEM）、热重分析仪（TGA）及X射线衍射分析仪 (XRD)等分析测试方法对ECP PPTA及ECP-PPTA/PANI复合导电纤维进行了表征。结果表明：PPTA经ECP改性后,PANI成功接枝在PPTA表面,制备的ECP-PPTA/PANI复合导电纤维的电阻率低于PPTA/PANI纤维的,其室温电阻率最低为0.32 MΩ·m。