碳酸钡-聚苯胺复合材料的制备及吸波性能

采用溶胶-凝胶法和原位聚合法制备纳米钛酸钡（BaTiO3）和钛酸钡-聚苯胺（BaTiO3-PANI）复合材料。通过X-射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)和矢量网络分析(PNA)等测试手段对材料的物相、结构和吸波性能进行了表征和分析。结果表明：制备出的样品分别为四方晶相的纳米BaTiO3和BaTiO3-PANI复合材料。在0~6 000 MHz,BaTiO3-PANI复合材料的吸波性能较纯PANI有了很大的提高。当m(BaTiO3)/m(PANI)=4.0,吸收厚度为3 mm时,BaTiO3-PANI复合材料的吸波性能最佳,其最大吸收峰值为-14.4 dB,-5 dB频宽为1 114 MHz。     

不同浸润度聚苯胺的制备及性能

采用乳液聚合的方式,分别选取十二烷基硫酸钠（SDS）、十六烷基三甲基溴化铵（CTMAB）、聚乙二醇（PEG）作为分散剂,制得了浸润度不同的聚苯胺（PANI）。研究了不同类别分散剂对PANI性能的影响。采用扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、水接触角（WCA）、傅里叶红外光谱（FT-IR）、紫外-可见光光谱（UV-Vis）、激光粒度仪等测试方法对PANI的结构与性能进行了分析,并通过循环伏安和交流阻抗实验研究了PANI的电化学性能。结果表明所有PANI样品均处于掺杂态,以PEG为分散剂的样品亲水性最佳,CTMAB次之,SDS最差。PEG为分散剂能够降低PANI的粒度,提高PANI的规整度进而增强其导电性能。阴离子分散剂SDS亲水端带负电,容易被质子掺杂的聚苯胺吸附,SDS的疏水端向外提供了PANI疏水性。SDS存在下合成的PANI粒度较大,电导率最低。阳离子型分散剂CTMAB因为其亲水端带正电不利于质子酸掺杂PANI,电荷转移阻抗较高。     

导电聚苯胺-四氧化三钴复合材料的合成及性能表征

采用原位聚合法制备导电聚苯胺四氧化三钴(PANICo3O4)复合材料。研究了Co3O4含量对复合材料电导率的影响。通过傅里叶红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、热失重法(TGA)和微分热失重法(DTG)等测试手段对复合材料的结构和性能进行了表征,并考察了复合材料在硫酸铜电解液体系中的电化学性能。结果表明：当mCo3O4:mAn=0.05时,PANI-Co3O4复合材料电导率最高为4.56 S/cm;PANI与Co3O4粒子之间存在着相互作用,适量Co3O4的加入能够提高PANI的热稳定性及在硫酸铜电解液体系中的催化活性和耐蚀性。     

网络结构的聚苯胺-二氧化锰纳米复合材料的制备及其电化学性能

利用水热法合成了一维的MnO2纳米棒,经十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)表面改性后与苯胺单体在低温下混和,通过原位化学氧化聚合法制备了聚苯胺-二氧化锰（PANI-MnO2）纳米复合材料。采用FESEM、FT-IR、XRD、TG、循环伏安以及恒电流充放电等测试技术对复合材料进行了结构和性能的分析。结果表明：MnO2纳米棒穿插在聚苯胺纳米线网络中,通过两者之间的相互作用形成了新的网络结构,随着MnO2含量的增加,复合材料比容量呈现先增大后减小的趋势,当m(An)∶m(MnO2)=1∶3、电流密度为1 mA/c     

聚苯胺纳米颗粒的制备及其电化学性能

以乙醇和水为混合溶剂,采用氧化法制备了纳米尺度的聚苯胺颗粒。采用扫描电镜、红外光谱、循环伏安、恒流充放电及交流阻抗等测试手段对其结构和电化学性能进行了测试。研究了混合溶剂的比例对产物电化学性能的影响。结果表明：聚苯胺颗粒大小为50~100 nm;以制备的聚苯胺纳米颗粒为活性物质,在1 mol/L 的H2SO4 电解液中,当电流密度为5 mA/cm2 时,PANI电极的最高比电容达到492 F/g;当乙醇的体积分数较低时,聚苯胺纳米颗粒分散性较好,具有较高的比电容;当乙醇的体积分数逐渐升高时,聚苯胺纳米颗粒的分散性变差,相应的比电容降低。     

木棉纤维接枝聚苯乙烯吸油材料的制备及性能

以过氧化苯甲酰为引发剂,制备了木棉纤维接枝聚苯乙烯吸油材料。考察了引发剂浓度、单体浓度、反应温度和反应时间等因素对吸油材料吸油性能的影响。红外光谱表明苯乙烯接枝到了木棉纤维分子骨架上。在引发剂浓度为177 mmol/L、单体浓度为016 mol/L、反应温度80 °C和反应2 h的条件下,吸油材料有最大的吸油倍率,对氯仿和甲苯的吸油倍率分别达到了654 g/g和432 g/g。该吸油材料有快速吸油能力,在15 min可达吸附平衡,同时具有较好的重复利用性能。     

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。     

快速混合法制备超级电容器用聚苯胺-活性炭复合材料

采用快速混合法制备聚苯胺-活性炭复合材料。通过扫描电镜、红外光谱等手段表征材料的形貌结构,通过恒流充放电、循环伏安和交流阻抗等技术测试了材料的电容特性。研究结果表明：制备的纯聚苯胺具有纳米纤维结构,但存在团聚问题;活性炭的加入抑制了纳米纤维之间的团聚,修饰了多孔形貌,降低了电荷传递阻抗,材料的功率特性得以改善,循环性能表现良好。当活性炭的用量为20%时,复合材料的比电容达371 F/g,1 000次循环的比电容保持率为66.6%;电流密度由0.2 A/g增加至1.5 A/g,比电容下降小于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。     

绝缘聚合物对聚苯胺复合物导电性能的影响

将十二烷基苯磺酸掺杂的聚苯胺(PAn DBSA)与乙烯丙烯酸共聚物(EAA)或聚烯烃弹性体(POE)进行溶液共混制得了PAn DBSA/EAA或PAn DBSA/POE导电复合物。研究了绝缘聚合物的化学结构对聚苯胺导电复合物形态结构及电性能影响。结果表明,极性聚合物EAA中的羧基能与PAn形成氢键并发生掺杂作用,复合物中卷曲的PAn主链能充分展开,导致PAn/EAA复合物具有非常低的逾渗域值(1.5%),PAn含量为20.0%时,电导率高达7.1S/cm。POE为非极性共聚物,与极性较强的PAn相容性较差,导致PAn/POE复合物具有较高逾渗域值(5.0%),PAn含量为20.0%时,电导率仅为3.0×10-5S/cm。     

玻纤分布层合热塑性复合材料的力学性能及其失效行为

使用连续玻纤毡和玻纤网格布两种形态增强体,通过宏观不均匀增强体结构设计,在连续化运行的双钢带压机上制备得到了玻纤分布层合热塑性复合材料,探讨了玻纤增强体分布层合结构对复合材料力学性能及其失效破坏行为的影响。结果表明,玻纤增强体的宏观不均匀层合结构对复合材料的拉伸及弯曲性能的影响存在差异;连续玻纤毡位于外侧的分布层合结构能够抑制裂纹在垂直于拉力方向的扩展,层间分离的同时使更多的纤维束拔出断裂,显著改善了复合材料的拉伸性能;玻纤网格布位于外侧的分布层合结构则使其弯曲性能明显提高,外侧玻纤网格布中取向的玻纤呈现张力破坏使复合材料能够承受更高的弯曲载荷;分布层合结构中引入的玻纤网格布发挥了纤维束增韧作用,大幅提高了复合材料的冲击强度;与玻纤毡增强热塑料复合材料（GMT）相比,适宜的分布层合结构可使复合材料的拉伸及弯曲性能提高59%~76%、冲击强度提高53%。     

可溶导电聚苯胺的合成及其性能研究

以十二烷基苯磺酸（ＤＢＳＡ）为乳化剂和掺杂剂，采用水一油二相乳液聚合物方法对苯胺进行合成，制备出高溶解性和高电导率的ＰＡｎ，通过ｘ－射线，电镜分析和热重分析对产物的结构和性能进行了研究。结果表明，该法合成的导电性ＰＡｎ具有较高的特性粘度，溶解性，耐热性及结晶度，与非极性溶剂－表面活性剂－水三相体系聚合产物结果相似，透射电镜显示水乳液聚合产物呈较规则的纤维状取向排列。     

碳纳米管-聚乙烯复合材料的介电性能

采用熔融共混及模压的方法制备了碳纳米管（CNT）-高密度聚乙烯（HDPE）复合材料,并用介电谱仪研究了逾渗值附近的导电填料对复合材料体系在不同温度、频率条件下的介电常数、介电损耗、交流电阻率的变化规律。结果表明：复合材料的介电常数、介电损耗均随CNT质量分数增加而逐渐增大;在频率为10³~10⁶ Hz,温度为40~130℃时,HDPE基体的介电常数随频率和温度的变化较小,而添加CNT填料的复合材料的介电常数随频率和温度的增加而略微降低。当w（CNT）<0.5%时,复合材料的交流电阻率表现出对频率的强烈依赖性;而当w（CNT）>0.5%时,在低频处表现出直流特性,在高频处显示出交流电阻率的降低。     

碳纤维表面改性对复合材料性能的影响

采用氨基硅烷偶联剂对碳纤维进行表面改性,并以改性前后的碳纤维分别作为增强纤维,以尼龙66（PA66）树脂作为基体制成复合材料。采用X-射线衍射（XPS）、扫描电子显微镜（SEM）、动态机械性能分析（DMA）、力学性能测试等手段对复合材料界面的结构与性能进行了表征。研究了碳纤维表面改性对复合材料性能的影响,结果表明：碳纤维改性后表面活性官能团数增加,O-C=O和C=O的含量分别增加了95.24%和508.45%;碳纤维表面粗糙度增加,且与热塑性PA66树脂之间的结合强度显著增强;同时,改性后复合材料的的力学性能提升,弯曲强度和弯曲模量分别提升了30 MPa和424 MPa,冲击强度提高了6 MPa,储能模量显著增加,玻璃化转变温度提高约5℃。     

碳纤维毡增强聚丙烯复合材料的力学性能

将长碳纤维开松针刺成毡,并通过双钢带压机制备了碳纤维毡增强聚丙烯复合材料(CFRPP),考察了碳纤维长度、含量、纤维毡的针刺及针刺类型、基体改性等因素对复合材料力学性能的影响,并对复合材料断面进行了扫描电镜观察以分析CFRPP界面结合情况。结果表明:实验范围内的纤维长度对碳纤维增强复合材料的力学性能基本没有影响;复合材料综合力学性能最佳的碳纤维质量分数约为30%;碳纤维毡经三角形针针刺后复合材料的拉伸性能得到较大幅度提高;相容剂马来酸酐接枝聚丙烯(MPP)能够改善碳纤维与聚丙烯的界面结合,提高复合材料的力学性能,其最适宜的相容剂MPP的质量分数约为20%;将长度为80 mm的碳纤维用三角针刺成毡后,以MPP改性的聚丙烯(w_MPP=20%)浸渍制备得到碳纤维质量分数为30%的复合材料,拉伸强度为203.3 MPa,拉伸模量达16.6 GPa,弯曲强度为223.2 MPa,弯曲模量达到12.0 GPa,缺口冲击强度为752.2 J/m。     

硅炔杂化树脂改性有机硅树脂及其复合材料的性能

用一种硅炔杂化树脂聚（甲基硅烷-二乙炔基苯）（PSP）改性有机硅树脂（HS）,通过FT-IR和TGA研究了树脂体系的固化反应及耐热性,并对制备的复合材料进行力学性能、耐热性能和介电性能研究。结果表明：当HS与PSP的质量比为5∶5时综合性能最优,树脂体系在氮气氛围下质量损失5％时的温度(Td5)为691 °C,1 000 °C时质量保留率为88%;HS-PSP树脂短切玻纤复合材料冲击强度为21 kJ/m2,弯曲强度为65 MPa,200 °C时的弯曲强度高温保留率为78%,介电常数为4.6,介电损耗因数为7.9×10-3,体积电阻为6.7×1013 Ω。改性后的复合材料具有优异的力学、耐热和介电性能。