1、聚毗咯由于具有電導率高、環(huán)境穩(wěn)定性好、易于合成等特點,成為導電高分子材料研究的熱點之一。具有特定形貌的Ppy不但結構規(guī)整性進一步提高,而且有其特殊應用。因此,在學術探索和應用前景方面,特定形貌Ppy的研究都制得關注。
　　 本文采用氣液相原位聚合法,同時以具有不同性質的物質為模板,制備出形貌各異的Ppy及其復合材料。并對不同反應條件及模板類型下產(chǎn)物的分子結構、形貌結構、電學等性能進行分析和表征。
　　 以水為反應介質,以

2、FeCl3為氧化劑和摻雜劑,將所有摻雜劑都加入水中,吡咯(Py)單體以蒸氣形式進入水相,控制反應體系處于0℃,通過氣液相聚合制備聚吡咯。比較不同反應時間下所得聚吡咯電導率的變化,發(fā)現(xiàn)反應6小時得到的聚吡咯電導率最好。以0℃,反應時間6小時,FeCl3:Py=2.3:1(mol/mol)為固定條件,又分別加入第二摻雜劑DBSNa/AOT/TSNa,用量為FeCl3:DBSNa/AOT/TSNa=5:1(mol/mol),對電導率和熱穩(wěn)定性

3、分析表明FeCl3與DBSNa共同作為摻雜劑可以進一步提高聚吡咯的電導率和綜合熱性能。同時改變FeCl3與DBSNa的比例(FeCl3:DBSNa=25:1,15:1,5:1),發(fā)現(xiàn)提高DBSNa的比例,所得聚吡咯的電導率增加,而且所得的聚吡咯形貌也有所變化。
　　 小分子2-蒽-9-基亞甲基-丙二腈(AYM)通過自組裝可以形成納/微米線,將其在水一醇溶液中自組裝形成硬模板,以FeCl3為氧化劑和摻雜劑,采用相同的氣液相聚合制備

4、出了Ppy與AYM的復合材料,然后以CH2Cl2為溶劑即可將AYM從復合材料中溶解出來,實現(xiàn)了模板的方便脫除,獲得了管狀結構的Ppy。對Ppy與AYM復合材料的紅外分析(ATR)結果顯示復合材料主要表現(xiàn)為Ppy的特征吸收峰,說明AYM已被Ppy包覆。通過對Py與AYM不同比例的聚合實驗發(fā)現(xiàn),Py用量過低,形成的Ppy不足以包覆AYM而形成連續(xù)的管狀結構;Py用量過高,管狀Ppy上存在大量球粒狀Ppy,表現(xiàn)出毗咯本體聚合的形貌。
　

5、　 將蒙脫土(MMT)分散在含氧化劑和摻雜劑的水溶液中,預先實現(xiàn)Fe3+與Na+的離子交換,以同樣的氣液相聚合工藝制備出了MMT/Ppy復合材料。XRD分析表明隨著聚吡咯含量的增加,MMT的間距逐漸擴大,表明Py單體插層進入MMT片層中,并在層間發(fā)生原位聚合;SEM觀察顯示MMT/Ppy呈互相分離的片狀形貌,尤其是在加入DBSNa作為第二摻雜劑時,片狀形貌更加明顯,即使采用HF溶液將復合材料中的MMT蝕刻掉后,得到的聚吡咯仍然保持片狀

6、形貌。這一結果表明Py在MMT層間的受限空間內(nèi)聚合時,Ppy分子鏈的聚集方式不同于在溶液中自由空間的聚合。Ppy這種不同的聚集方式也使得MMT/Ppy復合材料的電導率在聚吡咯含量接近50％時已高于本體Ppy。相同Py用量的MMT/Ppy復合材料在含有DBSNa時電導率比僅以FeCl3為摻雜劑的電導率高,而且熱穩(wěn)定性也得到進一步改善。
　　 將制備的蒙脫土/聚吡咯復合材料加入聚氨酯(PU)涂料中共混配制PU-MP復合涂料。耐化學品

7、實驗表明,MP的加入能夠促進漆膜對測試鋼板的耐酸性、耐鹽性、耐鹽霧腐蝕性。PU和PU-MP的耐堿性均表現(xiàn)較差。SEM顯示片狀MP在PU-MP中雖然有部分以單獨片狀分散,但仍有較多以相互團聚的形式存在。
　　 納/微米管Na+的離子交換,以同樣的氣液相聚合工藝制備出了MMT/Ppy復合材料。XRD分析表明隨著聚吡咯含量的增加,MMT的間距逐漸擴大,表明Py單體插層進入MMT片層中,并在層間發(fā)生原位聚合;SEM觀察顯示MMT/Ppy

8、呈互相分離的片狀形貌,尤其是在加入DBSNa作為第二摻雜劑時,片狀形貌更加明顯,即使采用HF溶液將復合材料中的MMT蝕刻掉后,得到的聚吡咯仍然保持片狀形貌。這一結果表明Py在MMT層間的受限空間內(nèi)聚合時,Ppy分子鏈的聚集方式不同于在溶液中自由空間的聚合。Ppy這種不同的聚集方式也使得MMT/Ppy復合材料的電導率在聚吡咯含量接近50%時已高于本體Ppy。相同Py用量的MMT/Ppy復合材料在含有DBSNa時電導率比僅以FeCl3為摻雜