磁場(chǎng)對(duì)乳液法合成聚苯胺取向結(jié)構(gòu)及性能的影響與表征.pdf

1、導(dǎo)電聚苯胺(Polyaniline，PANI)作為一種新型的功能高分子材料，越來(lái)越受到科學(xué)家們的關(guān)注。這不僅是因?yàn)樗哂泻铣煞椒ê?jiǎn)單、摻雜機(jī)制獨(dú)特、環(huán)境穩(wěn)定性良好等優(yōu)點(diǎn)，而且它還具有廣闊的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用前景。但是聚苯胺的難溶解、難熔融、不易加工等特性阻礙了聚苯胺的實(shí)用化進(jìn)程。
　　磁場(chǎng)效應(yīng)對(duì)自由基類的高分子合成具有顯著的影響。而磁流體的動(dòng)力學(xué)效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致質(zhì)量傳遞增強(qiáng)，影響聚合反應(yīng)的速率及進(jìn)程。同時(shí)，由于聚苯胺分子具有各向異性抗磁磁化率，

2、可導(dǎo)致其內(nèi)部結(jié)構(gòu)單元在磁場(chǎng)作用下優(yōu)先沿某一特定方向的生長(zhǎng)排列，即發(fā)生一定程度的取向，使產(chǎn)物的分子鏈排列更加有序，結(jié)構(gòu)更加規(guī)整，同時(shí)表現(xiàn)為材料在物理性能方面的各向異性。磁場(chǎng)可通過(guò)影響PANI的微觀結(jié)構(gòu)，如共軛鏈長(zhǎng)、分子鏈規(guī)整度、聚集態(tài)等，進(jìn)而對(duì)的其宏觀性能構(gòu)成影響，比如：會(huì)使PANI的電導(dǎo)率、溶解/分散性、熱解溫度等產(chǎn)生不同程度的提高。
　　本文在(0.4T)磁場(chǎng)環(huán)境和無(wú)磁場(chǎng)環(huán)境下(其它實(shí)驗(yàn)條件相同)，采用乳液聚合法制備了PANI，

3、并通過(guò)透射電鏡、原子力顯微鏡、滲透凝膠色譜、傅立葉紅外光譜、X-射線衍射、四探針電導(dǎo)率、激光粒度分析、熱失重分析、塔菲爾曲線、產(chǎn)物復(fù)合膜電阻率的各向異性，以及產(chǎn)物間甲酚溶液的電導(dǎo)率在外電場(chǎng)作用下變化的分析與表征，對(duì)比研究了磁場(chǎng)作用對(duì)苯胺乳液聚合行為、產(chǎn)物取向結(jié)構(gòu)及性能的影響機(jī)制，并通過(guò)創(chuàng)新的方法成功地對(duì)PANI的取向結(jié)構(gòu)行進(jìn)了表征。
　　研究結(jié)果表明：與無(wú)磁場(chǎng)作用下苯胺的乳液聚合相比，磁場(chǎng)作用下苯胺乳液聚合的反應(yīng)速率加快、產(chǎn)率增加

4、，所得產(chǎn)物的分子量、電導(dǎo)率、溶解/分散性、防腐性、熱穩(wěn)定性及結(jié)晶性等也均有提高；磁場(chǎng)作用對(duì)乳液聚合法制備PANI的基本單元結(jié)構(gòu)無(wú)明顯影響，但由于磁場(chǎng)作用下制備的PANI具有更顯著的抗磁磁化率的各向異性，即不同方向上粒子對(duì)磁場(chǎng)的響應(yīng)特性發(fā)生了明顯的分化，極大的增強(qiáng)了微粒間聚集時(shí)的取向排列，因此與無(wú)磁場(chǎng)作用下制備PANI相比，磁場(chǎng)作用下制備的PANI具有明顯的微觀取向結(jié)構(gòu)，其微粒有序排列和堆砌成了許多具有一定長(zhǎng)/徑比的條狀聚集體，且在外磁場(chǎng)