本文關(guān)鍵詞：聚苯胺及其復(fù)合纖維材料的制備與表征

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【摘要】：導(dǎo)電高聚物的出現(xiàn)打破了高聚物不導(dǎo)電的傳統(tǒng)觀念。聚苯胺(PANI)以其原料便宜、制備工藝簡(jiǎn)單、化學(xué)和環(huán)境穩(wěn)定性等優(yōu)異的性能,在導(dǎo)電聚合物家族尤其受到關(guān)注。但是,PANI不溶不熔的特性,導(dǎo)致后加工困難,嚴(yán)重限制了PANI的應(yīng)用領(lǐng)域。為克服這一弊端,主要采取兩種方式制備PANI的復(fù)合材料即共混法和模板聚合法。本文利用共混濕法紡絲的方法制備PANI/粘膠纖維(VCF)雜化纖維,采用模板法制備PANI/聚酰亞胺(PI)復(fù)合纖維膜,一方面可以利用導(dǎo)電高聚物優(yōu)異的電、光、磁、熱等性能,擴(kuò)大導(dǎo)電聚合物的應(yīng)用領(lǐng)域；另一方面對(duì)于探索VCF和PI的更多應(yīng)用領(lǐng)域也具有重要意義。堿誘導(dǎo)合成PANI,將PANI混入粘膠紡絲原液,通過(guò)濕法紡絲,制備堿誘導(dǎo)合成PANI/VCF雜化纖維。堿誘導(dǎo)聚合得到PANI為微米球狀,為保證濕法紡絲順利進(jìn)行,經(jīng)過(guò)400目濾網(wǎng)過(guò)濾,粒徑為1μm左右。將PANI加入到粘膠紡絲甬道,成功制備PANI/VCF雜化纖維,制備的復(fù)合纖維熱穩(wěn)定性有所提高。鹽酸摻雜合成PANI,將PANI調(diào)成pH=10左右混入粘膠紡絲原液,通過(guò)濕法紡絲,制備鹽酸摻雜PANI/VCF雜化纖維。在酸性條件下,探索了反應(yīng)條件對(duì)PANI性能的影響。鹽酸摻雜制備PANI采用H2O2+FeCl2復(fù)合氧化劑體系,復(fù)合氧化劑體系電勢(shì)較低,合成PANI粒徑較小。該條件下,PANI呈線性增長(zhǎng),最終結(jié)果為微米棒狀。將PANI加入到粘膠紡絲甬道,成功制備PANI/VCF雜化纖維,制備的復(fù)合纖維熱穩(wěn)定性有所提高。鹽酸摻雜PANI/VCF雜化纖維對(duì)Cr(VI)有吸附的作用,吸附量隨著PANI添加量和離子液濃度增加而增加。以氣流紡絲工藝制備PI納米纖維膜為模板,十二烷基苯磺酸(DBSA)為摻雜劑,制備PANI/PI復(fù)合纖維膜材料。探索了反應(yīng)條件對(duì)復(fù)合材料性能的影響,獲得PANI/PI復(fù)合纖維膜材料的最佳工藝條件為：苯胺(ANI)濃度為0.15mol/L,過(guò)硫酸銨(APS)濃度為0.1 mol/L, DBSA濃度為0.3 mol/L,反應(yīng)時(shí)間為18 h,反應(yīng)溫度為0℃。PANI均勻的包覆在溶液紡絲法制備的纖維膜上,PI復(fù)合纖維膜熱穩(wěn)定性有所提高。制備的復(fù)合膜導(dǎo)電率可達(dá)3.83×10-4 S/cm。該復(fù)合纖維膜有較好的pH響應(yīng)特性,酸性條件下呈綠色,堿性條件下呈藍(lán)色。PANI/PI復(fù)合纖維膜對(duì)Cr (Ⅵ)有吸附的作用,吸附量隨著吸附時(shí)間和離子液濃度增加而增加。
【關(guān)鍵詞】：導(dǎo)電聚合物 聚苯胺 聚酰亞胺 粘膠纖維 復(fù)合材料
【學(xué)位授予單位】：天津工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TQ342.94;TB383.2
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-32
• 1.1 導(dǎo)電高聚物10-13
• 1.1.1 導(dǎo)電高聚物的概述10-11
• 1.1.2 導(dǎo)電高聚物的應(yīng)用11-13
• 1.2 PANI及其復(fù)合材料13-30
• 1.2.1 PANI的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)14-18
• 1.2.2 PANI無(wú)機(jī)復(fù)合材料18-23
• 1.2.3 PANI有機(jī)復(fù)合材料23-25
• 1.2.4 PANI復(fù)合纖維材料25-30
• 1.3 本文研究?jī)?nèi)容及意義30-32
• 第二章 堿誘導(dǎo)合成微納米PANI及其粘膠基雜化纖維的制備32-46
• 2.1 實(shí)驗(yàn)原料及設(shè)備32-33
• 2.2 堿誘導(dǎo)合成PANI/VCF雜化纖維的制備33-34
• 2.3 表征方法與性能測(cè)試34-36
• 2.3.1 傅立葉變換紅外光譜分析(FTIR)34
• 2.3.2 X-射線光電子能譜分析(XPS)34
• 2.3.3 熱穩(wěn)定性分析(TGA)34-35
• 2.3.4 場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡分析(FESEM)35
• 2.3.5 粒度分析測(cè)試35
• 2.3.6 斷裂強(qiáng)度測(cè)試35
• 2.3.7 離子吸附測(cè)試35-36
• 2.4 結(jié)果與討論36-45
• 2.4.1 堿誘導(dǎo)合成PANI微觀形貌分析36-37
• 2.4.2 堿誘導(dǎo)合成PANI的粒徑分布分析37-38
• 2.4.3 纖維宏觀形貌分析38
• 2.4.4 纖維微觀形貌分析38-40
• 2.4.5 傅立葉變換紅外光譜分析(FTIR)40-41
• 2.4.6 X-射線光電子能譜分析(XPS)41-42
• 2.4.7 熱穩(wěn)定性分析(TGA)42-44
• 2.4.8 拉伸強(qiáng)度測(cè)試44
• 2.4.9 離子吸附性能分析44-45
• 2.5 本章小結(jié)45-46
• 第三章 鹽酸摻雜線性PANI及其粘膠基雜化纖維的制備46-62
• 3.1 實(shí)驗(yàn)原料及設(shè)備46-47
• 3.2 鹽酸摻雜PANI/VCF雜化纖維的制備47
• 3.3 表征方法與性能測(cè)試47-48
• 3.3.1 傅立葉變換紅外光譜分析(FTIR)47
• 3.3.2 X-射線光電子能譜分析(XPS)47
• 3.3.3 熱穩(wěn)定性分析(TGA)47
• 3.3.4 場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡分析(FESEM)47-48
• 3.3.5 能量色散X射線光譜(EDX)48
• 3.3.6 斷裂強(qiáng)度測(cè)試48
• 3.3.7 離子吸附測(cè)試48
• 3.4 結(jié)果與討論48-59
• 3.4.1 不同反應(yīng)時(shí)間合成鹽酸摻雜PANI微觀形貌分析48-49
• 3.4.2 水洗對(duì)PANI微觀形貌的影響分析49-50
• 3.4.3 VCF及PANI/VCF雜化纖維宏觀形貌分析50-51
• 3.4.4 PANI添加量對(duì)PANI/VCF雜化纖維的影響分析51-54
• 3.4.5 傅里葉紅外轉(zhuǎn)變光譜分析54-55
• 3.4.6 X-射線光電子能譜分析(XPS)55-56
• 3.4.7 纖維拉伸強(qiáng)度分析56-57
• 3.4.8 熱穩(wěn)定性分析(TGA)57-59
• 3.4.9 離子吸附性能分析59
• 3.5 本章小結(jié)59-62
• 第四章 原位聚合法制備聚苯胺/聚酰亞胺復(fù)合纖維膜62-76
• 4.1 實(shí)驗(yàn)原料及設(shè)備62-63
• 4.2 PANI/PI復(fù)合材料的制備63
• 4.3 表征方法與性能測(cè)試63-64
• 4.3.1 傅立葉變換紅外光譜(FTIR)63
• 4.3.2 X-射線光電子能譜分析(XPS)63
• 4.3.3 熱穩(wěn)定性分析(TGA)63-64
• 4.3.4 場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡分析(FESEM)64
• 4.3.5 電導(dǎo)率測(cè)試64
• 4.3.6 pH響應(yīng)測(cè)試64
• 4.3.7 離子吸附測(cè)試64
• 4.4 結(jié)果與討論64-75
• 4.4.1 纖維膜宏觀形貌分析65
• 4.4.2 場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡分析(FESEM)65-68
• 4.4.3 傅立葉變換紅外光譜分析(FTIR)68-69
• 4.4.4 X-射線光電子能譜分析(XPS)69-71
• 4.4.5 熱穩(wěn)定性分析(TGA)71-72
• 4.4.6 pH響應(yīng)分析72
• 4.4.7 離子吸附性能分析72-73
• 4.4.8 極差分析法確定影響因素的主次關(guān)系73-75
• 4.5 本章小結(jié)75-76
• 第五章 結(jié)論與展望76-78
• 5.1 結(jié)論76-77
• 5.2 展望77-78
• 參考文獻(xiàn)78-84
• 發(fā)表論文和參加科研情況84-86
• 致謝86

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中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

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本文編號(hào)：773160