堿催化的碳酸聚乙烯醇酯海綿材料的制備及電性能的研究.pdf

1、傳統(tǒng)的聚乙烯醇縮醛類海綿的制備一般要經(jīng)歷縮合反應(yīng)和發(fā)泡兩個(gè)過程?？s合反應(yīng)是指在酸催化下使聚乙烯醇與醛縮合生成聚乙烯醇縮醛化合物;發(fā)泡是指通過發(fā)泡劑的作用使聚乙烯醇縮醛化合物發(fā)泡成聚乙烯醇縮醛海綿。醛是一類毒性較高的有機(jī)化合物，用其制備的聚乙烯醇縮醛海綿往往含有游離的醛，對(duì)人類的健康也會(huì)造成一定的損害。為了降低聚乙烯醇縮醛海綿中游離醛對(duì)人類健康的影響，本次研究設(shè)定的目標(biāo)就是制備一種無游離醛的海綿。為此，我們用碳酸二甲酯替代了醛，同時(shí)用酯交

2、換反應(yīng)替代了縮合反應(yīng)，進(jìn)而制備了不含游離醛的碳酸聚乙烯醇酯海綿和膨脹石墨/碳酸聚乙烯醇酯復(fù)合物海綿。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴在K2CO3的堿性催化下，用聚乙烯醇和碳酸二甲酯通過酯交換反應(yīng)合成了碳酸聚乙烯醇酯;然后，用正戊烷為發(fā)泡劑，使其發(fā)泡成了碳酸聚乙烯醇酯海綿，最后，用IR認(rèn)證了碳酸聚乙烯醇酯的結(jié)構(gòu)，還用SEM認(rèn)證了碳酸聚乙烯醇酯海綿的多孔形貌。為了篩選出制備碳酸聚乙烯醇酯海綿的最佳條件，還調(diào)查了H2O、K2CO3、PVA、

3、OP-10和正戊烷的劑量對(duì)碳酸聚乙烯醇酯海綿的保水性能的影響，以及反應(yīng)溫度和反應(yīng)時(shí)間對(duì)碳酸聚乙烯醇酯海綿的保水性能的影響。在這些調(diào)查基礎(chǔ)上，以最大吸水率為依據(jù)，篩選出了利用酯交換-發(fā)泡技術(shù)制備碳酸聚乙烯醇酯海綿的最佳條件:H2O用量為50.00mL，K2CO3劑量為2.00g，PVA劑量為9.00g，DMC劑量為6.00mL，OP-10用量為4.50mL，反應(yīng)溫度為75℃，反應(yīng)時(shí)間為2.5h，正戊烷用量為5.00mL。⑵利用超聲波法，以

4、-100目的鱗片石墨和三種劑量的碳酸鈉為原料，制備了三種堿性膨脹石墨;然后，測(cè)定了三種堿性膨脹石墨的pH值分別為:pH(Na2CO3，3.00g)=10.49，pH(Na2CO3，4.00g)=10.61，pH(Na2CO3，5.00g)=10.73;最后，對(duì)比K2CO3的堿性，選擇了4.00g Na2CO3制備的堿性膨脹石墨作為制備膨脹石墨/碳酸聚乙烯醇酯復(fù)合物海綿過程中使用的堿性催化劑。⑶在堿性膨脹石墨的催化下，用聚乙烯醇和碳酸二甲

5、酯通過酯交換反應(yīng)合成了碳酸聚乙烯醇酯，同時(shí)完成了膨脹石墨與碳酸聚乙烯醇酯的摻雜;然后，用正戊烷為發(fā)泡劑，使膨脹石墨/碳酸聚乙烯醇酯發(fā)泡成了膨脹石墨/碳酸聚乙烯醇酯復(fù)合物海綿;最后，用IR認(rèn)證了膨脹石墨與碳酸聚乙烯醇酯的交聯(lián)結(jié)構(gòu)，還用SEM認(rèn)證了膨脹石墨/碳酸聚乙烯醇酯復(fù)合物海綿的多孔形貌。為了篩選出堿性膨脹石墨的最佳劑量，還調(diào)查了堿性膨脹石墨的劑量對(duì)膨脹石墨/碳酸聚乙烯醇酯復(fù)合物海綿的保水性能的影響。反應(yīng)條件為:H2O用量為50.00m

6、L，K2CO3劑量為2.00g，PVA劑量為9.00g，DMC劑量為6.00mL，OP-10用量為4.50mL，反應(yīng)溫度為75℃，反應(yīng)時(shí)間為2.5h，正戊烷用量為5.00mL，在這些基礎(chǔ)上，以最大吸水率為依據(jù)，篩選出了利用酯交換-發(fā)泡技術(shù)制備碳酸聚乙烯醇酯復(fù)合物海綿的最佳劑量:堿性膨脹石墨的劑量為1.60g。⑷用環(huán)境兆歐表(ACL800)測(cè)定了膨脹石墨/碳酸聚乙烯醇酯復(fù)合物海綿的表面電阻值，研究了堿性膨脹石墨劑量對(duì)其表面電阻值的影響。在