超声辐射结合原位聚合法制备高分子导电织物

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本文以经碱减量的涤纶织物为基体材料,采用超声辐射结合原位聚合法制备聚苯胺和聚吡咯导电织物。在聚苯胺导电织物的制备中,研究以过硫酸铵(APS)和H2O2/Fe2+为氧化剂的两种氧化体系制备聚苯胺导电织物。过硫酸铵体系的最佳工艺条件为,苯胺和过硫酸铵浓度均为0.3mol/L、盐酸浓度1.4mol/L、功率180W,超声浸渍1h、氧化时间45min和温度10℃,制得的聚苯胺导电织物的表面电阻为55。又分别研究樟脑磺酸二次掺杂、不同类型表面活性剂掺杂和偶联剂改性涤纶织物对制备聚苯胺导电织物的影响。在浓度为0.4mol/L樟脑磺酸处理150min,聚苯胺导电织物的表面电阻降低到35;对比几种不同类型的表面活性剂掺杂的影响,结果表明掺杂2%的十二烷基苯磺酸钠明显提高聚苯胺导电织物的导电性能;经5%的偶联剂602处理碱减量改性涤纶织物,制得表面电阻为33的聚苯胺导电织物。采用SEM、IR、TG、XRD和电磁屏蔽效能测试等,对聚苯胺导电织物进行表征。SEM发现织物表面吸附一层均匀致密的高分子薄膜。IR测试表明织物表面的物质结构中存在苯环和醌环振动峰,聚苯胺吸附在织物表面; XRD测试表明聚苯胺渗入纤维内部,使导电织物的结晶度下降;TG测试表明聚苯胺的渗入和表面活性剂的掺杂导致织物的热稳定性降低。由偶联剂602改性涤纶织物制备出的聚苯胺导电织物的电磁屏蔽效能达到18dB。超声辐射有效的抑制原位聚合中聚苯胺链的刷子状取向;十二烷基苯磺酸钠的加入对聚苯胺的生长起到阻聚作用,防止了聚苯胺的爆聚;偶联剂602成为苯胺和织物的“分子桥”,提高了聚苯胺在织物上的负载量。在聚吡咯导电织物的制备中,研究其最佳工艺以及表面活性剂掺杂的影响。制备聚吡咯导电织物的最佳工艺为,吡咯和三氯化铁的浓度均为0.2mol/L、吡咯单体超声浸渍1h、氧化时间1h、功率200W、浴比1:50和温度10℃;其表面电阻为7。采用SEM、IR、TG、XRD、电磁屏蔽效能测试和环境稳定性测试等,对聚吡咯导电织物进行表征。IR测试表明聚吡咯吸附在织物表面,由SEM观察到聚吡咯在织物表面呈菜花状;由XRD分析可知聚吡咯进入织物内部使织物的结晶度增大;TG测试表明表面活性剂的掺杂导致聚吡咯导电织物的热稳定性降低;聚吡咯导电织物的导电稳定性良好;制得的聚吡咯导电织物的电磁屏蔽效能达到19dB,具有一定的电磁屏蔽效果。
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