木質(zhì)素磺酸鈣摻雜聚苯胺及其衍生物的制備與性能研究.pdf

1、作為一種新型的功能高分子材料,聚苯胺(PANI)因具有獨特且優(yōu)良的性能,業(yè)已成為高分子材料的熱門研究領(lǐng)域之一。但由于難溶、不易加工等特性,其實際應(yīng)用受到大大的限制。木質(zhì)素磺酸鈣(LGS),來自紙漿加工業(yè)的廉價副產(chǎn)物,其分子結(jié)構(gòu)含有大量磺酸基等活性基團,采用其摻雜PANI可以明顯改善PANI的溶解性及導(dǎo)電性等。但由于摻雜時磺酸基團存在較大的位阻效應(yīng),使摻雜變得較難。磁場能顯著影響自由基聚合反應(yīng),并能夠誘導(dǎo)大部分有機高聚物分子的取向,將其引

2、入到聚合體系中可使PANI鏈排列更加規(guī)整、有序,摻雜度提高,從而其電導(dǎo)率、溶解性及熱穩(wěn)定性等也得到改善。因此,本文首次在磁場環(huán)境(0.4T)下采用LGS摻雜制備了具有高溶解度的導(dǎo)電PANI-LGS,探討了LGS含量、反應(yīng)時間、鹽酸濃度、APS濃度對產(chǎn)物氧化還原性及電導(dǎo)率的影響,并通過粘度、電導(dǎo)率、溶解度測試、循環(huán)伏安和交流阻抗圖譜、FT-IR、XRD、熱重分析及掃描電鏡對比研究了磁場作用對PANI-LGS聚合行為、產(chǎn)物的取向結(jié)構(gòu)及性能的

3、影響。
　　研究結(jié)果表明:當(dāng)LGS的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8.5％,反應(yīng)時間為5h,nAn/nAPS=1:1, nHCl/nAn=5:1時,所制備的PANI-LGS的各項性能達(dá)到最佳。相較于無磁條件下制備的PANI-LGS,在0.4T磁場作用下的產(chǎn)物電導(dǎo)率提高了4倍之多,且能極大程度的溶解在NMP,二甲基亞砜等有機溶劑中,所得產(chǎn)物的分子量、產(chǎn)率、結(jié)晶性、熱穩(wěn)定性等也均有提高。
　　2,3-DMA作為An的重要供電子取代衍生物之一,其聚合

4、產(chǎn)物P(2,3-DMA)具有優(yōu)異的防腐性能。在對生產(chǎn)效率和環(huán)境效益需求越來越高的今天,高效節(jié)能、低污染的制備技術(shù)已成為研究的熱點,而LGS分子結(jié)構(gòu)中含有多種活性基團,具有較好的分散性能和潤濕性能,本文將LGS引入到2,3-DMA的聚合體系中,制備了水分散性的P(2,3-DMA)/LGS(PDL)。實驗探討了LGS、APS及H3PO4的用量、反應(yīng)時間和反應(yīng)溫度對PDL的防腐性能和產(chǎn)率的影響,并采用FT-IR,XRD,溶解度實驗,SEM及加

5、速腐蝕實驗對比分析了PDL與P(2,3-DMA)的結(jié)構(gòu)及相關(guān)性能。當(dāng)在LGS的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25％,nH3PO4/n2,3-DMA=2.5:1,nAPS/n2,3-DMA=2:1,t=10h,T=30℃時,產(chǎn)物的各項宏觀性能達(dá)到最佳。紅外光譜表明LGS已成功摻雜P(2,3-DMA),加速腐蝕實驗表明在3.5％的NaCl腐蝕環(huán)境中,PDL/PVA涂層的耐腐蝕性顯著高于 P(2,3-DMA)/PVA。LGS的引入一方面降低了成本,有利于環(huán)保,另