近年来,微电子元件广泛应用于工业、军事、日常生活等各个领域,随着电子产品的小型化、集成化不断提高,产品的静电敏感度也随之增大,使得近年来防静电包装材料及其包装技术的市场需求巨大,因此,研究一种高效的防静电涂料具有重要的理论意义和实际应用价值。本论文采用超声辅助法和原位聚合法结合的方式制备石墨烯/聚苯胺微纳米复合材料,并探究该复合材料在水性防静电涂料领域的应用性能。(1)采用超声辅助法和快速混合法两种方式制备聚苯胺纳米纤维(PANI),探究掺杂酸种类及其浓度、氧化剂过硫酸铵(APS)比例等不同聚合条件对聚苯胺结构形貌和各项性能的影响。以盐酸(HCl)作为掺杂剂时,超声辅助法和快速混合法均能制备聚苯胺纳米纤维,但快速混合只适用于苯胺(An)单体浓度较低条件下的聚苯胺纳米纤维合成,而超声辅助法可在苯胺单体浓度相对较高的条件下合成聚苯胺纳米纤维;采用十二烷基苯磺酸(DBSA)掺杂聚苯胺时,利用快速混合法可制得形貌规整的聚苯胺纳米纤维。另外,利用DBSA掺杂PANI时,在n(APS/An)=5:4,c(DBSA)=0.08mol/L条件下,得到PANI的电导率最佳,为155 S/m;利用HCl掺杂PANI时,在n(APS/An)=1:1,c(HCl)=1mol/L条件下,制得的PANI导电性能最佳,为253.2 S/m。(2)通过Hummers法制备氧化石墨烯(GO),然后基于上述聚苯胺纳米纤维的最佳实验条件,利用原位聚合法和超声辅助法结合的方式制备GO/PANI微纳米复合材料,随后以L-抗坏血酸(L-AA)作为还原剂将GO还原,制得石墨烯/聚苯胺微纳米复合材料,分别使用FT-IR、XRD、TEM、SEM、四探针等仪器对该复合材料的结构形貌和导电性能进行检测和分析。最佳实验条件如下:GO/An的质量比为1:4,还原温度T=80℃,GO/L-AA的质量比为1:8,还原时间t=8h时,得到的石墨烯/聚苯胺微纳米复合材料的形貌最为规整,且电导率最佳,为357.1S/m。(3)以水性聚氨酯为成膜树脂,以自制的石墨烯/聚苯胺微纳米复合材料为导电填料,采用剪切、研磨混合工艺,配合功能性助剂,制得水性防静电涂料。通过测试涂料的基本特性和涂层的耐磨性、附着力以及电阻率,得出当导电填料含量为5wt%,导电填料占水性聚氨酯质量比例为20wt%时,水性防静电涂料的表面电阻率和体积电阻率分别达到最低值3.6×10~3KΩ和1.2×10~3Ω·m,满足多数微电子器件的防静电要求。综上所述,本文在研究聚苯胺纳米纤维合成机理和导电性能的基础上,采用原位聚合法和超声辅助法结合的方式制得石墨烯/聚苯胺微纳米复合材料,该方式可在单体浓度相对较高的情况下制备聚苯胺纳米纤维,适用于较大规模制聚苯胺微纳米复合材料。同时,本实验制备的微纳米复合材料既具有微/纳聚苯胺的特殊形貌和独特的掺杂/去掺杂特性,也在一定程度上由于石墨烯的补强作用有效提高了复合材料的机械强度和导电性能,在水性防静电涂料领域具有广阔的应用前景。