浅色透明氧化锡锑(antimony-doped tin oxide,简记作ATO)抗静电剂是一种新型纳米功能材料,具有优良的导电性与可见光透过性,其独特的性能赋予它广阔的应用前景。目前常用的ATO抗静电剂通常为颗粒状粉体或浆料,须在较高用量下才能形成导电通路,起到抗静电的作用。样品用量的增加,不仅使生产成本升高,而且会造成其在某些领域的应用受到限制,尤其是在对透明度和导电性要求较高的应用场景,如建筑玻璃领域,需要同时满足透明性高且又能达到导电性阈值的条件。此外,目前大多采用氯化锡锑为原料制备ATO纳米材料,反应体系易产生后续难以洗涤去除的杂质离子如氯离子;氯离子易腐蚀设备,还会影响材料的抗静电性能。基于此,本论文立足于项目组前期开发的无氯原料制备ATO工艺路线,以无氯前驱体ATO凝胶为原料,结合水热法制备一维链状ATO纳米晶,并通过旋涂法将链状和颗粒状ATO制备成抗静电薄膜,评价其光电性能。进而将链状ATO分别与再生纤维素(recycled cellulose,简记作RC)和水性聚氨酯(polyurethane,简记作PU)复合,对链状ATO在抗静电织物和柔性传感器方面的应用进行了初步探讨。主要研究内容和结果如下:1、以无氯原料制得的ATO凝胶为前驱体,经胶溶反应得到溶胶颗粒,改变水热反应中前驱体的pH值,调控ATO纳米颗粒的形貌,制备了粒径约为3 nm,长度为微米量级,具有一维链状结构的ATO纳米晶。系统研究了胶溶剂种类、pH值、水热反应反应温度、反应时间、前驱体ATO凝胶的胶溶时间等因素对一维链状ATO纳米晶形貌、导电性和水性分散液稳定性的影响。结果表明,以ATO凝胶为前驱体,氨水为胶溶剂,水热反应pH=8,反应温度为220℃,反应时间为24 h的条件下,得到高稳定性的一维链状ATO水溶胶分散液,其冻干粉体的电阻率值为102.9 Ω·cm,且ATO纳米链的形成机制符合一维纳米晶制备中的零维自组装机制。2、以水热法制备的链状ATO水溶胶为成膜液,利用旋涂法在玻璃基底上制备了 ATO抗静电薄膜,基于薄膜的导电性及透光性测试优化了最佳成膜工艺。与此同时,在ATO水溶胶中引入具有减弱反射功能的SiO2,期望提高抗静电薄膜的透光性以及薄膜与玻璃基底间的粘合性,考察了不同制备条件下所得薄膜的抗静电性能差异,以及硅溶胶的添加量等因素对薄膜光电性能的影响。结果表明:水热反应在pH=8,温度220℃,反应时间24 h所得链状ATO的薄膜电阻率最小,且以ATO/SiO2质量比为1:0.14的成膜液制备的薄膜导电性最佳,厚度为120 nm,电阻值为0.5 kΩ/□,透光率高达84.7%。对比颗粒状ATO与链状ATO制得的抗静电薄膜,可知由颗粒状ATO所制得抗静电薄膜的透光性及导电性较差。3、将颗粒状ATO和链状ATO分别与聚氨酯(PU)和再生纤维素(RC)复合,得到聚合物基复合材料。研究表明,在相同的ATO添加量下,链状ATO/RC复合材料比颗粒状ATO/RC复合材料的“逾渗值”更低。与颗粒状ATO/RC相比,链状ATO/RC的电阻值更低、拉伸回弹恢复速率更快。这是因为链状ATO具有一维链状结构,更易在抗静电聚合物中均匀分布,在较小的添加量下即可形成导电网络。相关研究结果可望为链状ATO在抗静电聚合物方面的应用提供理论依据、积累实验数据。