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电流变材料在现代工业技术革新过程中具有广泛的应用前景。聚苯胺作为一种典型的高分子导电材料,具有结构稳定、易合成、电性能可控等优势,常用来作为电流变材料的分散相。直接利用聚苯胺材料制备电流变分散相,存在易团聚分散性差、电导率过高易介电击穿等现象,严重制约着电流变材料的应用与发展。粉煤灰漂珠作为一种中空微珠,具有密度小、质轻、稳定性好且电导率低等技术特性。本研究以粉煤灰漂珠为核,聚苯胺为壳,制备粉煤灰漂珠/聚苯胺复合颗粒作为电流变材料的分散相,对改善聚苯胺在电流变液中的分散性差、电导率过高等缺陷具有重要的理论指导意义。本篇文章主要研究了不同类型(阳离子、阴离子和非离子)的表面活性剂改性粉煤灰漂珠,对比研究了三种不同链长的阳离子表面活性剂改性漂珠的不同现象,利用乳液聚合法制备了改性漂珠/聚苯胺复合材料。并利用FTIR、XRD、SEM、TGA表征了复合颗粒的结构特征,利用LCR、四探针法测试了复合颗粒的稳定性、导电性及介电性能。研究主要结果如下:(1)十六烷基三甲基改性粉煤灰漂珠/胺的制备与表征利用阳离子型表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)对粉煤灰漂珠进行有机改性;再以苯胺(An)为单体,十二烷基苯磺酸(DBSA)作为乳化剂和掺杂剂,过硫酸铵(APS)作为氧化剂,利用乳液聚合法合成了有机改性漂珠/聚苯胺复合材料(FAFB-CTAB/PAn)。利用FTIR、XRD、SEM、TGA、化学元素分析和四探针技术对产物的结构与性能进行分析。结果表明:当CTAB浓度为0.20 mol/L,反应温度为80℃,反应时间为90min时,获得的改性漂珠(FAFB-CTAB)的活化指数最大;改性漂珠(FAFB-CTAB)与聚苯胺(PAn)原位聚合后,PAn的包覆量为9.80%,且随着FAFB-CTAB的引入PAn耐热性能增强,pan的分解温度滞后了25℃;利用四探针技术测试发现pan的引入可提高fafb的导电性能,电导率提高了104~105倍;粉煤灰漂珠通过利用不同链长的烷基季铵阳离子进行表面修饰,与聚苯胺复合形成fafb-cntab/pan复合材料,随表面活性剂的链长增加,其介电常数越大。(2)聚乙二醇改性粉煤灰漂珠/聚苯胺复合材料的制备与表征利用非离子表面剂聚乙二醇(peg)对粉煤灰漂珠进行有机改性;再以苯胺为单体,十二烷基苯磺酸作为乳化剂和掺杂剂,过硫酸铵作为氧化剂,利用乳液聚合法合成了有机改性漂珠/聚苯胺复合材料(fafb-peg/pan)。结果表明:通过ftir和xrd分析,说明聚乙二醇的加入未对漂珠的化学成分和晶型结构造成影响,仅通过氢键的作用即可对其表面进行成功改性,并利用乳液聚合法成功制备了peg改性漂珠/聚苯胺复合材料(fafb-peg/pan);通过sem分析,得知peg对acid-fafb发生了改性作用,且其表面被pan包覆,进一步证明pan与peg改性酸化漂珠(fafb-peg)复合成功;电导率测试结果表明,引入fafb-peg后的pan电导率降低了近了10~100倍;比较3个不同fafb-peg掺入量得到的fafb-peg/pan复合材料的介电常数和介电损耗可知,fafb-peg/pan复合材料的介电常数和介电损耗随着fafb-peg掺入量的增加而减小。(3)十二烷基苯磺酸钠改性粉煤灰漂珠/聚苯胺复合材料的制备与表征利用阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(sdbs)对粉煤灰漂珠进行有机改性;再以苯胺为单体,十二烷基苯磺酸作为乳化剂和掺杂剂,过硫酸铵作为氧化剂,利用乳液聚合法合成了有机改性漂珠/聚苯胺复合材料(fafb-sdbs/pan)。利用ftir、xrd、sem、四探针技术和ldr介电测试仪对产物的结构与性能进行分析。结果表明:通过ftir和xrd分析,说明十二烷基苯磺酸钠(sdbs)的加入未对漂珠(fafb)的化学成分和晶型结构造成影响,仅通过氢键的作用即可对其表面进行成功改性,并利用乳液聚合法成功制备了sdbs改性漂珠/聚苯胺复合材料(fafb-sdbs/pan);通过sem分析,得知sdbs对acid-fafb发生了改性作用,且其表面被pan包覆,进一步证明pan与sdbs改性酸化漂珠(fafb-sdbs)复合成功;电导率测试结果表明,引入fafb-sdbs后的pan电导率降低了近了102~103倍;比较3个不同fafb-sdbs掺入量得到的fafb-sdbs/pan复合材料的介电常数和介电损耗可知,fafb-sdbs/pan复合材料的介电常数和介电损耗随着FAFB-SDBS掺入量的增加而减小。本研究得到国家自然科学基金青年基金(51204131)的资助。