功能化聚吡咯复合物的制备及其性能研究

发布时间：2020-08-27 15:28

【摘要】：聚吡咯作为一种典型的导电聚合物,具有电导率范围宽且可调、环境稳定性好、密度低以及制备过程简单等优点,因此受到研究者的广泛关注。然而化学聚合法制备的聚吡咯物理结构疏松、导电性较差,限制了其应用。聚多巴胺是一种海洋仿生材料,其独特的黏附特性令人印象深刻。在弱碱环境下,多巴胺可以自聚,从而可在金属、岩石、聚合物等几乎各种表面附着,近年来常被应用于材料表面改性。银纳米线作为银的一维形式,既具有银块材本身高电导率、耐腐蚀、高延展性等优点,又具有纳米特性如小尺寸效应、介面效应、量子尺寸效应等。银纳米线具有超高长径比,是一种理想的导电填充材料。本论文采用化学原位聚合法,将吡咯单体、多巴胺在溶液中共同聚合,进而掺入银纳米线,制备了聚吡咯/聚多巴胺/银纳米线复合物。复合物制备过程简单,且兼具各组分优异性能。本论文的主要研究内容如下:(1)采用化学原位聚合法,将吡咯单体、多巴胺在弱碱性水溶液中共聚,制备了聚吡咯/聚多巴胺复合物。通过SEM、FTIR、Raman和四探针等进行表征,复合物表面形貌相较于纯聚吡咯有明显差异(由球形颗粒转变为叠层结构),且具有一定的黏附性能;聚吡咯与聚多巴胺之间有较强结合力;参与聚合的吡咯单体、多巴胺比例不同时,复合物电导率不同,当多巴胺/吡咯摩尔比为0.09时,复合物电导率达到最大值0.01 S/cm。(2)采用一步超声混合法制备了聚吡咯/聚多巴胺/银纳米线复合物。由FTIR、Raman表征结果推断了复合物可能的结构,以及各组分间作用力;TGA测试表明复合物热稳定性优于纯聚吡咯;当银纳米线掺入量从0wt.%增加到50 wt.%时,复合物电导率从0.01 S/cm提高至1206.72 S/cm,且观察到电导逾渗现象,并对该逾渗阈值点进行了理论推导;银纳米线掺入量50 wt.%时,复合物屏蔽效能达48.4 dB(8.0 GHz),密度仅为 0.332 g/cm3。聚吡咯/聚多巴胺/银纳米线复合物密度低、电导率高且可调、有较好的电磁屏蔽性能,且制备过程简单,在电子元器件、静电防护、电磁屏蔽领域具有一定应用前景。
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O633.5;TB33

【参考文献】

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本文编号：2806275