PAN/PANI有机抗静电纤维的制备与表征

来源 :西安工程大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhucejuren2011
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本文以苯胺(An)为单体,过硫酸铵(APS)为氧化剂,盐酸(HCl)为掺杂酸,采用化学氧化法制备出盐酸掺杂聚苯胺(PANI-HA);以1.0mol/L氨水(AH)为脱掺杂剂,对PANI-HA进行脱掺杂,制备出本征态聚苯胺(PANI-EB)。以过硫酸铵与苯胺单体摩尔比(nAPS:nAn)、HCl浓度、反应温度和反应时间为影响因素,采用正交分析法对PANI-HA的制备工艺进行研究,研究nAPS:nAn,HCl浓度,反应温度和反应时间对PANI-HA电导率的影响。影响PANI-HA导电性能的主次关系为:反应温度>nAPS:nAn>反应时间>HCl浓度;最佳制备工艺为:nAPS:nAn=1.0,HCl浓度1.0mol/L,反应温度10℃,反应时间8h。以PANI-EB为原料,盐酸(HA)、硫酸(SA)、5-磺基水杨酸(SSA)、对甲苯磺酸(TSA)和十二烷基苯磺酸(DBSA)为掺杂酸,采用掺杂法对PANI-EB进行掺杂,制备出盐酸掺杂聚苯胺(PANI-HA)、硫酸掺杂聚苯胺(PANI-SA)、5-磺基水杨酸掺杂聚苯胺(PANI-SSA)、对甲苯磺酸掺杂聚苯胺(PANI-TSA)和十二烷基苯磺酸掺杂聚苯胺(PANI-DBSA)。对PANI-EB、PANI-HA、PANI-SA、PANI-SSA、PANI-TSA和PANI-DBSA的结构、电导率、溶解性和热稳定性进行测试,分析掺杂酸HA、SA、SSA、TSA和DBSA对PANI-EB的结构与性能的影响。以PANI-EB为原料,DBSA为掺杂酸,采用掺杂法制备出PANI-DBSA;以聚丙烯腈(PAN)母粒为原料,N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂,制备出PAN纺丝原液;将PANI-DBSA均匀分散到PAN纺丝原液中,制备出聚丙烯腈/十二烷基苯磺酸掺杂聚苯胺(PAN/PANI-DBSA)复合纺丝液;采用静电纺丝法,制备出聚丙烯腈/聚苯胺(PAN/PANI)有机抗静电纤维。以溶液浓度、外加电压、接收距离和PANI-DBSA浓度为影响因素,采用正交分析法研究其对PAN/PANI有机抗静电纤维直径的影响,以及PANI-DBSA浓度对PAN/PANI-DBSA复合纺丝液电导率的影响。影响PAN/PANI有机抗静电纤维直径的主次关系为:溶液浓度>PANI-DBSA浓度>外加电压>接收距离;PAN/PANI有机抗静电纤维的最佳制备工艺为:溶液浓度12%,外加电压16kV,接收距离12cm,PANI-DBSA浓度1.0mol/L。以溶液浓度、外加电压、接收距离和PANI-DBSA浓度为影响因素,研究其对PAN/PANI有机抗静电纤维定向排列的影响;研究不同掺杂酸浓度的PANI-DBSA对PAN/PANI有机抗静电纤维的氨基、羰基、热稳定性和抗静电性的影响;研究PAN/PANI有机抗静电纤维的静电衰减曲线。当PANI-DBSA浓度为1.4mol/L时,PAN/PANI有机抗静电纤维的静电压半衰期为1.73s,达到国家标准A级,抗静电性能优良。
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