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本文以提高水基导电聚苯胺的环境稳定性、机械性能及电导率为目的,采用区域限制方式将水基导电聚苯胺链固定在无机或有机—无机网络内,制备了一系列新型导电聚苯胺复合材料。具体如下:
(1)将羧基引入无机网络,使导电聚苯胺通过静电作用与无机基质复合,制备了静电作用型导电聚苯胺杂化材料。该材料显示出了较好的耐水性,相比于普通的导电聚苯胺杂化材料,具有较高的电导率、较低的逾渗值以及较好的热稳定性。静电作用的引入不仅提高了导电聚苯胺在无机网络内的分散性,还使其电化学活性延伸至碱性介质中,该材料在pH=14的溶液中仍具有电化学活性。相比于纯的导电聚苯胺,该静电作用杂化材料具有更广的pH值适用范围与更好的电化学稳定性。
(2)针对杂化材料制备过程中的体积收缩问题,改变无机网络介质的组成,设计制备了有机-无机网络作为水基导电聚苯胺的限域介质,制得了cPANI/polyurethane-silica和cPANI/PVF-silica复合材料,与纯粹的无机网络限域比较,本方法所得的杂化材料除显示出良好的耐水性外,还具有很好的成膜性能和力学性能。
(3)设计制备了含短链乙氧基团的酸性磷酸酯掺杂剂,合成了稳定性很好的水分散型导电聚苯胺,粒径在60~150nm之间,电导率可达到4~5 S/cm,在碱性条件下仍具有电化学活性。