聚苯胺滌綸復(fù)合導(dǎo)電織物的制備與性能研究

聚苯胺滌綸復(fù)合導(dǎo)電織物的制備與性能研究

聚苯胺是最理想的電聚合物，與大多數(shù)普通的高聚合物相同，聚苯胺的形成和分解非常困難，這極大地影響了其形成和加工，并限制了其實(shí)際應(yīng)用。一些研究人員認(rèn)為，以不同的纖維和材料為基礎(chǔ)，形成聚苯胺的導(dǎo)電纖維和材料。1測(cè)試1.1化學(xué)試劑及試劑織物:滌綸平紋織物(浙江三元集團(tuán)有限公司),滌絲紡190T.藥品:對(duì)甲苯磺酸、苯胺(二次減壓蒸餾至餾分呈無色)(國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司),過硫酸銨(APS)(上海青析化工科技有限公司),37%鹽酸(平湖化工試劑廠),硫酸、硝酸(上海試劑四廠昆山分廠)均為分析純.1.2滲透劑jfc處理將滌綸織物浸漬于堿處理液(NaOH3g/L,滲透劑JFC2g/L,浴比1∶50)中,90℃下處理50min.然后用80℃水洗滌1次,50℃水洗滌2次,再冷水洗滌,用醋酸調(diào)至中性,洗凈烘干.1.3苯胺聚苯胺的合成將經(jīng)堿減量處理后織物放入0.25mol/L苯胺的酸溶液中,浸泡30min讓織物充分吸附苯胺單體,然后加入0.25mol/L氧化劑APS的酸溶液,均勻攪拌使苯胺發(fā)生聚合反應(yīng),在織物上生成聚苯胺,室溫反應(yīng)1h,將織物取出,在鹽酸溶液中浸1h,最后用丙酮、蒸餾水分別洗滌數(shù)次,恒溫干燥至恒重.1.4結(jié)構(gòu)分析和性能試驗(yàn)1.4.1紅外光譜tir-atr采用美國Niocelt公司生產(chǎn)的NEXUS-670傅里葉紅外-拉曼光譜儀分析.1.4.2力學(xué)能力采用美國TiniusOlsen公司H10KS型雙臂萬能材料試驗(yàn)機(jī)測(cè)試(夾距為20cm).1.4.3吸收濕能將織物于100℃干燥6h以上,稱得干重G1.4.4抗化學(xué)試劑的性能將織物分別浸入氯仿、甲苯、丙酮、乙醇中,室溫下浸泡24h后取出干燥,恒溫恒濕后測(cè)定方阻.1.4.5可靠性將織物放入恒溫烘箱中,分別以不同溫度處理5h.取出,恒溫恒濕后測(cè)定其方阻.1.4.6鹽霧箱內(nèi)試樣的溫度與噴霧速率將織物放入盛有30g/LNaCl、pH6.5~7.2的鹽霧箱內(nèi).試樣的被試面與垂直方向呈30°角,溫度為(35±2)℃,噴霧速率1~2mL/(h·80cm2結(jié)果與討論2.1紅外光譜分析tir-atr圖1中:曲線b的1716cm2.2聚苯胺與絲綢混合織物的性能2.2.1鹽酸對(duì)聚苯胺膜的反應(yīng)時(shí)間的影響由表1可以看出,不同摻雜酸對(duì)織物力學(xué)性能有所影響,但影響不大.由于無機(jī)酸分子尺寸小,易于擴(kuò)散,其摻雜過程簡單,通過溶液pH值就可控制摻雜程度.而硫酸或?qū)妆交撬崴嶙鳛閾诫s酸時(shí),在反應(yīng)過程中都會(huì)出現(xiàn)白色的膠狀物,不利于在織物表面制得均勻的聚苯胺膜,為了簡化產(chǎn)物后處理,減少產(chǎn)物中的雜質(zhì)含量,選擇鹽酸作為摻雜酸.由表2中可以看出,當(dāng)鹽酸濃度<0.5mol/L時(shí),織物強(qiáng)力有所下降,但下降程度相差不大;當(dāng)鹽酸濃度>0.5mol/L時(shí),織物強(qiáng)力大幅度下降;而當(dāng)鹽酸濃度為0.5mol/L時(shí),織物強(qiáng)力下降很小,斷裂伸長增加,原因是較多的聚苯胺微粒進(jìn)入纖維內(nèi)部,使纖維內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生變化所致.因此,選擇鹽酸濃度為0.5mol/L,既能保證聚苯胺較好的摻雜,又能保證織物強(qiáng)力幾乎不受影響.2.2.2吸收濕能從表3可看出,聚苯胺/滌綸導(dǎo)電復(fù)合織物的吸濕性能與純滌綸織物相比略有上升.Getting2.2.3耐醇類物質(zhì).從表4可看出,聚苯胺/滌綸復(fù)合織物經(jīng)化學(xué)試劑處理后,方阻值增大,尤其是經(jīng)乙醇處理后,復(fù)合織物方阻大幅度上升.原因是經(jīng)化學(xué)試劑處理后,摻雜聚苯胺部分脫摻雜,導(dǎo)致聚苯胺導(dǎo)電性下降,從而使復(fù)合織物導(dǎo)電性下降.2.2.4摻雜織物熱穩(wěn)定性從表5可知,隨著處理溫度升高,聚苯胺/滌綸復(fù)合織物方阻值均有所上升,但當(dāng)熱處理溫度不超過120℃時(shí),鹽酸和硫酸摻雜織物方阻值上升幅度較小.硝酸摻雜織物受溫度影響較大,對(duì)甲苯磺酸摻雜織物在80℃以下熱穩(wěn)定性較好.180℃時(shí),復(fù)合織物導(dǎo)電性大幅度下降.根據(jù)導(dǎo)電高分子的導(dǎo)電機(jī)理可知,摻雜劑作為平衡陰離子穩(wěn)定了極化態(tài)和雙極化態(tài),但這些極化態(tài)和雙極化態(tài)很不穩(wěn)定,受氧分子氧化作用下的親核攻擊,它們易變成基態(tài)和極化子,尤其在高溫時(shí)氧的結(jié)合加強(qiáng),造成大π鍵破壞,導(dǎo)致電導(dǎo)率的顯著降低.2.2.5耐腐蝕性能測(cè)定在滌綸織物表面原位聚合沉積聚苯胺后,其織物表面方阻值為784.2mΩ/□,經(jīng)腐蝕后,復(fù)合織物表面的方阻值升高到1711.7mΩ/□.從方阻值變化來看腐蝕前后織物表面方阻值有所上升,但并不影響其使用,表明聚苯胺/滌綸復(fù)合織物具有相對(duì)較好的耐腐蝕性.通常腐蝕狀況下,少量的腐蝕殘留物會(huì)填充膜表面的空隙,且腐蝕液可能透過聚苯胺膜上的毛孔和小洞進(jìn)入滌綸基體表面,破壞聚苯胺膜層與基體織物間的結(jié)合,這都是導(dǎo)致腐蝕后復(fù)合織物方阻值上升的原因3聚苯胺/滌綸復(fù)合織物的穩(wěn)定性(1)導(dǎo)電復(fù)合