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纤维素是自然界中产量最大的生物质材料,由于其来源广泛,可降解,可再生等优良特性,在世界范围内纤维素科学已经成为了一门炙手可热的科学。目前,纤维素科学的发展已经非常广泛,逐渐发展成为一门各学科互相交叉渗透的综合性科学。除了传统的造纸、纺织业以外,在食品、医疗、化工、建筑等领域都有广泛的应用和开发。聚苯胺是一种典型的导电聚合物,因为其具有多样的结构,较高的电导率,独特的掺杂机制,优异的物理性能,良好的环境稳定性,且原料廉价易得,合成方法简便,从而成为了导电聚合物的研究主流和研究热点。本论文使用化学处理和机械处理从回收包装纸中提取纤维素纳米纤维,然后使用原位聚合法,以苯胺和纤维素纳米纤维为原材料,制备出纤维素纳米纤维/聚苯胺导电复合材料。为了进一步提高复合材料的的导电性能,我们采用高温碳化法将纤维素纳米纤维制备成为碳纳米纤维,然后将制得的碳纳米纤维加入到复合材料中制备出了纤维素纳米纤维/聚苯胺/碳纳米纤维三相复合材料。最后利用场发射扫描电镜、傅里叶红外光谱仪、万能力学试验机、热机械分析仪、四探针测试仪、X射线衍射仪等仪器测试复合材料的微观结构、化学组成、力学性能、热性能、导电性能等相关性能。得出以下主要结论:(1)以回收包装纸为主要原料,利用化学处理去除其中的木质素和半纤维素等成分,然后经过研磨、超声、均质等物理机械处理剥离分散得到具有纳米尺度、高长径比、高比表面积的纤维素纳米纤维。纤维素纳米纤维具有互相交织的三维网状结构,抽滤而成的纤维素薄膜具有较高的拉伸强度、高弹性模量和低热膨胀等优点,是理想的增强材料。(2)以原位聚合法制备的纤维素纳米纤维/聚苯胺复合材料,其力学性能随着苯胺含量的增多而降低,导电性能随着苯胺含量的增多而增多,在苯胺质量分数量为30%时导电性能最高。复合材料具有良好的热膨胀性能,随着复合材料中聚苯胺含量的增多,热膨胀系数也在加大,在苯胺质量分数量为20%时,复合材料既具有良好的导电性能,又保持了一定的力学性能。(3)通过探究聚苯胺导电性能的影响因素以及对聚苯胺合成过程中合成条件的变更,我们得出掺杂酸的酸性和氧化剂对聚苯胺的导电性能的影响最大。在合成聚苯胺的过程中随着掺杂酸的酸性的增强,聚合过程中产生的中间态物质就越多,导电性能就越强。而酸性强到一定程度以后,苯胺继续氧化,中间态物质转化为氧化态物质,导电性能下降。同时随着使用的氧化剂的浓度的增加,苯胺在聚合过程中产生的中间态物质就越多,导电性能就越高,增加到临界点以后继续增加氧化剂的浓度,产物中的中间态物质就逐渐转化为氧化态物质导电性能就随之下降。因此,在聚苯胺的聚合过程中,选择合适的酸和氧化剂对聚苯胺的导电性能的影响至关重要,同时要控制酸和氧化剂的浓度。(4)未加入碳纳米纤维的复合材料的电导率一般都在10-3~10-2次左右,加入了碳纳米纤维过后的复合材料的导电性能提高了2~3个数量级,几乎和纯的聚苯胺电导率相同。在复合材料体系中,纤维素纳米纤维的网状结构对聚苯胺起到了一定的模板作用,它在一定程度上抑制了聚苯胺的团聚,使得碳纳米纤维和聚苯胺都能以纤维素的网状结构为模板生成一个导电网络。