磁場對乳液法合成聚苯胺取向結構及性能的影響與表征.pdf

1、導電聚苯胺(Polyaniline，PANI)作為一種新型的功能高分子材料，越來越受到科學家們的關注。這不僅是因為它具有合成方法簡單、摻雜機制獨特、環(huán)境穩(wěn)定性良好等優(yōu)點，而且它還具有廣闊的開發(fā)與應用前景。但是聚苯胺的難溶解、難熔融、不易加工等特性阻礙了聚苯胺的實用化進程。
　　磁場效應對自由基類的高分子合成具有顯著的影響。而磁流體的動力學效應會導致質(zhì)量傳遞增強，影響聚合反應的速率及進程。同時，由于聚苯胺分子具有各向異性抗磁磁化率，

2、可導致其內(nèi)部結構單元在磁場作用下優(yōu)先沿某一特定方向的生長排列，即發(fā)生一定程度的取向，使產(chǎn)物的分子鏈排列更加有序，結構更加規(guī)整，同時表現(xiàn)為材料在物理性能方面的各向異性。磁場可通過影響PANI的微觀結構，如共軛鏈長、分子鏈規(guī)整度、聚集態(tài)等，進而對的其宏觀性能構成影響，比如：會使PANI的電導率、溶解/分散性、熱解溫度等產(chǎn)生不同程度的提高。
　　本文在(0.4T)磁場環(huán)境和無磁場環(huán)境下(其它實驗條件相同)，采用乳液聚合法制備了PANI，

3、并通過透射電鏡、原子力顯微鏡、滲透凝膠色譜、傅立葉紅外光譜、X-射線衍射、四探針電導率、激光粒度分析、熱失重分析、塔菲爾曲線、產(chǎn)物復合膜電阻率的各向異性，以及產(chǎn)物間甲酚溶液的電導率在外電場作用下變化的分析與表征，對比研究了磁場作用對苯胺乳液聚合行為、產(chǎn)物取向結構及性能的影響機制，并通過創(chuàng)新的方法成功地對PANI的取向結構行進了表征。
　　研究結果表明：與無磁場作用下苯胺的乳液聚合相比，磁場作用下苯胺乳液聚合的反應速率加快、產(chǎn)率增加

4、，所得產(chǎn)物的分子量、電導率、溶解/分散性、防腐性、熱穩(wěn)定性及結晶性等也均有提高；磁場作用對乳液聚合法制備PANI的基本單元結構無明顯影響，但由于磁場作用下制備的PANI具有更顯著的抗磁磁化率的各向異性，即不同方向上粒子對磁場的響應特性發(fā)生了明顯的分化，極大的增強了微粒間聚集時的取向排列，因此與無磁場作用下制備PANI相比，磁場作用下制備的PANI具有明顯的微觀取向結構，其微粒有序排列和堆砌成了許多具有一定長/徑比的條狀聚集體，且在外磁場