有序亞微米結(jié)構(gòu)導(dǎo)電高分子材料的制備及電性能研究.pdf

1、有序亞微米結(jié)構(gòu)的PS/PAN導(dǎo)電復(fù)合材料由于其自身結(jié)構(gòu)的有序性和高導(dǎo)電性，在電子、信息等高科技領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。
　　 本文通過對亞微米聚苯乙烯(PS)微球自組裝條件的詳細(xì)研究，探索出亞微米級PS微球的最佳自組裝條件。為了獲得具有有序亞微米結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電高分子薄膜材料，我們在有序排列的亞微米PS微球表面電化學(xué)沉積一定量的導(dǎo)電聚苯胺(PAN)，并探索出導(dǎo)電PAN的最佳合成條件，同時檢測其電性能；與PAN相比，有序亞微米PS/PA

2、N復(fù)合材料的導(dǎo)電性能和氧化還原性能得到很大提高。最后，向PS/PAN復(fù)合材料中添加稀土釤離子，并進(jìn)一步研究了稀土釤離子對該復(fù)合材料性能的影響。
　　 1、利用無皂乳液聚合和分散聚合的方法成功制備了粒徑在100nm～1000nm范圍的聚苯乙烯(PS)微球。并通過透射電子顯微鏡(TEM)觀察PS微球的形貌，結(jié)果表明通過調(diào)節(jié)反應(yīng)過程中單體濃度、引發(fā)劑用量，以及反應(yīng)溫度和攪拌速度等可以對PS微球的粒徑進(jìn)行調(diào)控。
　　 2、采用垂

3、直沉積法和物理限制法在導(dǎo)電玻璃表面進(jìn)行PS微球的自組裝排列，通過場發(fā)射掃描電鏡(FE-SEM)對PS微球的排列形貌進(jìn)行表征。主要研究了排列溫度、微球粒徑以及濃度對排列有序度的影響。結(jié)果表明，溫度為40-50℃，粒徑范圍為100～300nm，濃度控制在0.2％，采用垂直沉積自組裝的方法制備的PS微球排列最緊密有序，球與球之間呈六方密堆積結(jié)構(gòu)。
　　 3、采用三電極體系，在有序排列亞微米結(jié)構(gòu)PS微球的表面電化學(xué)沉積聚苯胺，成功制備了

4、PS/PAN有序亞微米導(dǎo)電高分子材料，并通過紅外光譜，場發(fā)射掃描電鏡，交流阻抗法，循環(huán)伏安法等測試手段來研究高導(dǎo)電性PS/PAN復(fù)合材料的合成條件。結(jié)果表明，當(dāng)苯胺濃度為0.2mol/L-0.5mol/L，質(zhì)子酸HCl濃度為1.0mol/L，PS微球的粒徑約為100nm，微球濃度為0.2％，采用恒電壓法電化學(xué)聚合6min制得的PS/PAN有序亞微米復(fù)合材料的導(dǎo)電性能最好。
　　 4、將稀土釤元素引入到有序亞微米PS/PAN復(fù)合材

5、料的制備中，通過場發(fā)射掃描電鏡，X-多晶衍射，電化學(xué)交流阻抗(EIS)，循環(huán)伏安曲線等測試手段，表明加入一定量的稀土后，PS/PAN復(fù)合材料的結(jié)晶性提高，且微觀形貌有所改變，稀土釤元素的加入更有利于形成納米小粒子。經(jīng)交流阻抗分析結(jié)構(gòu)顯示，稀土釤元素的加入在一定程度上對PS/PAN復(fù)合材料的導(dǎo)電性能起到調(diào)控的作用，當(dāng)稀土釤濃度低于0.6mol/L時，隨著稀土釤用量的增加復(fù)合材料的導(dǎo)電性能下降；當(dāng)稀土釤濃度達(dá)到1.0mol/L時，復(fù)合材料的