聚苯胺薄膜的制备与性能研究

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在日常生活和工业生产中,静电问题和危害普遍存在。要消除静电的危害,最重要的是提高材料的表面导电性。通过表面涂层/薄膜技术,在材料表面形成导静电涂层,是防止静电产生和积累的有效途径。聚苯胺(PANI)被认为是最有希望在实际中得到应用的导电高分子材料,它具有稳定性好、导电性较高等优点,在防静电、二次电池、电磁屏蔽等领域有着广阔的应用前景。真空蒸发沉积作为一种物理沉积方法,常用金属为蒸发原料沉积薄膜。但是研究发现,采用真空蒸发沉积的方法可以制备聚苯胺膜。近年来,不少研究机构对真空蒸发沉积法制备聚苯胺膜进行研究,并且取得了很多的研究成果。本研究搭建了两套真空蒸发沉积系统,采用真空蒸发沉积法,分别以盐酸掺杂态、本征态和氧化态聚苯胺粉末为原料,制备了聚苯胺膜,并对薄膜的制备参数进行了摸索。通过傅立叶变换红外光谱(FTIR)和扫描电镜(SEM)等对薄膜进行了表征。红外光谱分析结果表明,三种原料所制备的聚苯胺膜均呈现不同程度的还原态。通过对蒸发原料进行研磨,讨论了颗粒大小对成膜质量的影响。为了研究聚苯胺原料的蒸发机理,对聚苯胺粉末进行了热失重(TGA)和原位升温红外分析。结果发现,随着温度升高,聚苯胺分子链之间发生交联还原反应。随着温度的进一步升高,还原后的聚苯胺粉末蒸发成膜。为了评价薄膜的防静电性能,对薄膜进行了导电性测试。导电性测试结果表明,通过该方法制备的聚苯胺膜,电导率在10-6S/cm,可以达到防静电表面电导率的要求。玻璃镀膜后的透光性是影响玻璃应用的重要指标。本论文还对在载玻片上沉积聚苯胺膜后的透光性进行了测试。发现聚苯胺薄膜对波长350nm以下的紫外光具有很好的过滤作用。
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