聚苯胺(PANI)作為最有發(fā)展前景的導(dǎo)電聚合物之一,具有優(yōu)異的導(dǎo)電性、高的熱穩(wěn)定性和環(huán)境穩(wěn)定性,易于制備,成本低廉。但與其他導(dǎo)電聚合物類似,由于其高度共軛的主鏈結(jié)構(gòu)和強(qiáng)烈的氫鍵相互作用,其溶解性和可加工性較差。聚氨酯(PU)由于其可調(diào)控的結(jié)構(gòu)與優(yōu)異的耐磨性、柔韌性和黏附性,成為了最常用的聚合物材料。磷酸酯化聚乙烯醇(PPVA)因其可用于制備金屬絡(luò)合物,陽(yáng)離子交換樹(shù)脂與陰離子聚電解質(zhì)水凝膠,同時(shí)也可以作為PANI的穩(wěn)定劑和共摻雜劑,且分子間的作用力比聚乙烯醇(PVA)小,溶液穩(wěn)定性更佳,而引起了研究人員廣泛的關(guān)注。本文為了解決PANI的分散性問(wèn)題,拓展PANI的應(yīng)用性能,分別以磺酸鹽型水性聚氨酯(SWPU)和PPVA作為制備聚苯胺分散液的基體材料,采用讓苯胺單體在聚合物基體中化學(xué)接枝聚合的方法,得到了具有較好穩(wěn)定性與相容性的聚苯胺與聚合物基體的復(fù)合分散液。并通過(guò)測(cè)試表征探究了兩種分散液的結(jié)構(gòu)與性能。(1)以陰離子-非離子協(xié)同作用的SWPU作為聚苯胺接枝改性磺酸鹽型水性聚氨酯(PANI-g-SWPU)復(fù)合材料的基體,制備了具有良好相容性、穩(wěn)定性與導(dǎo)電性的PANI-g-SWPU分散液。研究發(fā)現(xiàn),SWPU的結(jié)構(gòu)在PANI-g-SWPU分散液的穩(wěn)定性中起著重要作用。當(dāng)R值為1.2,PEG分子量為1000時(shí),所制備的PANI-g-SWPU分散液穩(wěn)定性最佳,可穩(wěn)定儲(chǔ)存一年以上。同時(shí)探究了PANI含量對(duì)分散液性能的影響,研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)其含量為20 wt%時(shí),材料的導(dǎo)電性能最好,電阻率為1.39Ω·cm,所制得的PANI-g-SWPU分散液可以直接作為抗靜電涂料涂布于紙張表面,且適于大規(guī)模生產(chǎn)。(2)首先,通過(guò)對(duì)PVA基體進(jìn)行酯化改性制得了PPVA,然后又將同時(shí)含有可與苯胺單體和PVA反應(yīng)的單體,環(huán)氧氯丙烷(ECIP)單體引入到PPVA主鏈上,使得苯胺在PPVA基體上化學(xué)接枝聚合制得聚苯胺接枝改性的磷酸酯化聚乙烯醇(PANI-g-E-PPVA)分散液。采用XRD、TEM、流變測(cè)試儀和拉伸測(cè)試等研究了PVA的磷酸酯化度對(duì)PANI接枝改性PPVA復(fù)合材料的結(jié)晶度、微觀形貌、流變性能與膠膜的力學(xué)性能等的影響。XRD測(cè)試表明,磷酸酯化后降低了PVA的結(jié)晶性。復(fù)合膜表面SEM測(cè)試結(jié)果表明,與PANI-g-E-PVA的膜相比,PANI-g-E-PPVA分散液所成的膜表面更為光滑。復(fù)合膜斷面的SEM測(cè)試結(jié)果表明,隨著磷酸酯化度增加,膜的斷裂方式由脆性斷裂逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)轫g性斷裂,PANI-g-E-PPVA-3的斷面較為光滑,沒(méi)有出現(xiàn)聚苯胺顆粒。此外,PANI-g-E-PPVA-3復(fù)合膜的拉伸強(qiáng)度可達(dá)38.62 MPa,斷裂伸長(zhǎng)率可達(dá)241.15%,呈現(xiàn)出強(qiáng)而韌的特點(diǎn)。(3)將PANI-g-E-PPVA與PANI-g-SWPU這兩種分散液與水性醇酸樹(shù)脂(WAR)復(fù)合制成防腐涂料。通過(guò)電化學(xué)測(cè)試對(duì)比了兩種涂層的性能,并研究了PANI-g-E-PPVA分散液所制備的涂層中磷酸酯化度與PANI-g-E-PPVA分散液的添加量對(duì)涂層防腐性能的影響。耐水性的測(cè)試結(jié)果表明,WAR/PANI-g-E-PPVA-3的吸水率最低,磷酸酯化度適量的增加可以提高WAR/PANI-g-E-PPVA膠膜的耐水性。不同磷酸酯化度WAR/PANI-g-E-PPVA的防腐涂層的電化學(xué)阻抗譜測(cè)試表明,WAR/PANI-g-E-PPVA-3的涂層在低頻區(qū)的阻抗模值最高,達(dá)到了8.56×10~7Ω·cm~2。當(dāng)PANI-g-E-PPVA分散液的添加量為3 wt%時(shí),WAR/PANI-g-E-PPVA防腐涂層顯示出電容行為的頻率范圍最寬,低頻區(qū)的阻抗模值達(dá)到5.25×10~7Ω·cm~2,防腐性能最好。
【學(xué)位單位】：陜西科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TB33;TQ637
【部分圖文】：

制備PANI-g-SWPU分散液時(shí)各原料用量如表 2-3 所示。PANI-g-SWPU 和 PANI/SWPU 的制備流程分別如圖2-1、2-2 所示。表 2-3 PANI-g-SWPU 分散液中試劑的用量Tab. 2-3 The amount (grams) of reagents of PANI-g-SWPU dispersionsR 值 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7IPDI (g) 3.67 4.00 4.33 4.67 5.00 5.33 5.67DASS(g)1.05PEG(mol)0.01注：苯胺含量 10、20、30 wt%是基于 NCO-PU 的質(zhì)量的百分含量（3）PANI-g-SWPU 薄膜的制備稱取定量上述透析純化后的 PANI-g-SWPU 分散液澆注在干凈、平整的聚四氟乙烯（PTFE）板上并在室溫下干燥 24 h，然后再在 40 ℃的真空干燥箱中干燥 3 天，待其完全干燥后從板上剝離即可得到 PANI-g-SWPU 薄膜。（4）導(dǎo)電紙的制備以常規(guī)的定性濾紙作為制備導(dǎo)電紙的基體，使用 ST-1-260 涂布機(jī)進(jìn)行涂布。首先，

2 通過(guò)傳統(tǒng)的原位化學(xué)氧化聚合制備 PANI / SWPU 分散液Fig. 2-2 The schematic preparationPU dispersion through conventional in situ chemical oxidation 表征譜儀（1H-NMR）測(cè)試克公司生產(chǎn)的 ADVANCEⅢ 400MHz 核磁共振波物和 PANI-g-SWPU 的核磁共振氫譜（1H-NMR），液。XRD）測(cè)試 Ultima IV 系列的 X 射線衍射儀（XRD），采用連 的結(jié)晶狀態(tài)。測(cè)試范圍：5~60 °，掃描速率：6 °/m的測(cè)定0 mL 的分散液置于玻璃瓶中，觀察分散液的變化情析出的天數(shù)。

推潿雜Φ木駁綰傻陌胨テ冢é?/2）。2.4 結(jié)果與討論2.4.1 NMR 圖譜分析圖 2-3（a）和（b）分別是 NCO-PU 預(yù)聚物和 PANI-g-SWPU 的核磁共振氫譜。從圖2-3 中可以看出，與 NCO-PU 預(yù)聚物的1H-NMR 譜圖相比，PANI-g-SWPU 的1H-NMR譜圖中在 6.97，7.07 和 7.17 ppm 新出現(xiàn)了三個(gè)尖銳的、等強(qiáng)度等間距的峰，這是摻雜態(tài)PANI 的特征吸收峰。而在 δ=8.5 ppm 處新出現(xiàn)的峰則歸因于 PANI 上的 N H 基團(tuán)。這些峰的出現(xiàn)，進(jìn)一步證明了在 PANI-g-SWPU 中存在具有較好導(dǎo)電性的摻雜態(tài)聚苯胺[86]。

【參考文獻(xiàn)】

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1 孫美潔;鄭劍平;王浩;王楠;孫陽(yáng)陽(yáng);楚天成;;利用Turbiscan Lab穩(wěn)定性分析儀研究水焦?jié){的穩(wěn)定性[J];石油學(xué)報(bào)(石油加工);2016年06期

2 劉國(guó)杰;;聚苯胺防腐蝕機(jī)理及在涂料中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J];中國(guó)涂料;2016年11期

3 陳中華;張鴻;余飛;陳海洪;;水性醇酸防腐涂料的制備及性能研究[J];涂料技術(shù)與文摘;2016年09期

4 沈娟;苗敏;賀澄;許宇峰;陳峰;黃云龍;楊文遠(yuǎn);劉金庫(kù);;無(wú)機(jī)防腐顏料的最新研究進(jìn)展[J];上海涂料;2016年04期

5 張?zhí)m河;李堯松;龐香蕊;張亞;;不同酸摻雜聚苯胺/聚乙烯醇磷酸酯導(dǎo)電水性防腐蝕涂料的制備[J];腐蝕與防護(hù);2014年07期

6 蔣緒;Bing-chang Li;Yong-hui Song;Zhi-liang Gao;Bei-bei Nan;;Synthesis and Characterization of Polyaniline/Partially Phosphorylated Poly(vinyl alcohol) Nanoparticles[J];Chinese Journal of Polymer Science;2014年01期

7 陳東紅;虞鑫海;徐永芬;;導(dǎo)電高分子材料的研究進(jìn)展[J];化學(xué)與黏合;2012年06期

8 張偉;邢鳳榮;李雪;;陰離子型水性聚氨酯和陽(yáng)離子型水性聚氨酯的合成及分析[J];現(xiàn)代涂料與涂裝;2012年05期

9 李偉;夏正斌;寧蕾;雷亮;;親水基團(tuán)對(duì)高固含量磺酸鹽型水性聚氨酯性能的影響[J];精細(xì)化工;2011年11期

10 張軍科;;水性聚氨酯研究進(jìn)展[J];化學(xué)與黏合;2010年05期

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本文編號(hào)：2830904