聚苯胺超細(xì)復(fù)合纖維的制備與表征.pdf

1、　　聚苯胺是一種典型的共軛高分子聚合物,屬于導(dǎo)電高分子材料,因其具有良好的熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性、電化學(xué)可逆性和摻雜機(jī)理的獨(dú)特性等性能,是高科技領(lǐng)域中廣泛使用的高性能高分子導(dǎo)電材料之一。近現(xiàn)代對(duì)聚苯胺復(fù)合膜結(jié)構(gòu),濕法和熔融法制備復(fù)合纖維的研究和報(bào)道相對(duì)較多,而對(duì)靜電紡聚苯胺超細(xì)復(fù)合纖維的制備與表征的探討較少,因此在本文中嘗試運(yùn)用乳液聚合法制備復(fù)合乳液,并直接用于靜電紡絲,制備聚苯胺/聚乙烯醇(PANI/PVA)超細(xì)復(fù)合纖維。
　　

2、本文通過乳液聚合的化學(xué)方法制備出具有一定黏度、聚苯胺顆粒在微米乃至納米范圍內(nèi)的PANI/PVA復(fù)合乳液,選用十二烷基苯磺酸(DBSA)為摻雜質(zhì)子酸,聚乙烯醇為表面活性劑,使制備好的聚苯胺顆粒均勻分分散在乳液中。通過正交實(shí)驗(yàn)研究摻雜質(zhì)子酸濃度、聚合溫度及氧化劑濃度三個(gè)參數(shù)對(duì)聚苯胺乳液聚合工藝的影響,在本文實(shí)驗(yàn)條件下,根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析得到：影響PANI導(dǎo)電性能的主次順序依次是氧化劑、質(zhì)子酸濃度、聚合溫度；最佳摩爾比[DBSA]：[AN]：[

3、APS]為1.03：1：1。
　　以PANI/PVA復(fù)合乳液為紡絲液,運(yùn)用靜電紡絲技術(shù)制備出導(dǎo)電PANI/PVA 超細(xì)復(fù)合纖維,并對(duì)影響纖維形貌、結(jié)構(gòu)及性能的主要參數(shù)進(jìn)行分析,研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),紡絲液中PANI的固含量、接受距離及紡絲電壓等對(duì)PANI/PVA超細(xì)復(fù)合纖維的性能均有影響。
　　通過掃描電子顯微鏡對(duì)鋁箔紙上的纖維形貌進(jìn)行觀察,紡絲液中PANI的固含量不僅影響纖維的直徑還影響纖維的外觀形態(tài)。當(dāng)紡絲距離為14 cm時(shí)

4、,串珠結(jié)構(gòu)基本消失,纖維直徑增大,當(dāng)紡絲距離為18 cm時(shí),纖維上PANI顆粒分布均勻且多,纖維形態(tài)和分布較穩(wěn)定；隨著紡絲電壓的增加,超細(xì)復(fù)合纖維的直徑增大到578 nm,直徑分布縮小到144 nm。
　　XRD測試數(shù)據(jù)顯示PANI/PVA超細(xì)復(fù)合纖維的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)。研究結(jié)果表明,PANI固含量的增加,對(duì)纖維結(jié)晶度的影響比較明顯；隨著紡絲電壓的增加,PANI/PVA超細(xì)復(fù)合纖維的結(jié)晶度先緩慢增加后急劇下降；接受距離在10-20 c

5、m逐漸增加,對(duì)應(yīng)試樣的結(jié)晶度變化比較大,當(dāng)接受距離為18 cm時(shí),結(jié)晶度相對(duì)比較高；而PANI固含量的增加,在一定程度上改善了PANI/PVA超細(xì)復(fù)合纖維的熱穩(wěn)定性能。
　　通過電化學(xué)工作站對(duì)PANI/PVA復(fù)合材料進(jìn)行循環(huán)伏安法測試,發(fā)現(xiàn)其電致變色行為表現(xiàn)在宏觀上的主色變化是綠色—藍(lán)色—黃色,低溫下聚合制備的PANI/PVA復(fù)合膜的變色效果不及常溫下的試樣。從CV曲線來看,其氧化還原峰也沒有常溫下聚合的材料明顯。對(duì)PANI/P