BaTiO3复合材料的制备及性能研究.pdf

《BaTiO3复合材料的制备及性能研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、l6工程塑料应用2010年，第38卷，第3期不同酸掺杂体系的PANI／BaTiO3复合材料的制备及性能研究冰吴鹏飞顾嫒娟梁国正袁莉(苏州大学材料与化学化工学部，苏州215123)摘要采用原位复合法分别制备了盐酸(HC1)和十二烷基苯磺酸(DBSA)掺杂的导电聚苯胺(PANI)／钛酸钡(BaTiO)[分别记为PANI(HC1)／、PANI(DBSA)／BaTiO，]复合材料，研究了复合材料的结构、形貌、热性能、电导率及介电性能。结果表明，2种复合材料均具有核壳结构，与PANI(HC1)／BaTiO。相比，PANI(DBSA)／BaTiO，

2、具有更好的热稳定性、更高的电导率及介电常数。关键词导电聚苯胺钛酸钡核壳结构酸掺杂导电聚苯胺(PANI)具有价廉易得、性能稳定、HC1：分析纯，常州市武卫试剂有限公司。导电性能和颗粒形貌可控及高介电常数等优1．2仪器及设备点-El，是当前最有应用前景的导电高分子材料之傅立叶红外光谱(FTIR)仪：5700型，美国Nico．一。钛酸钡(BaTiO)是一种典型的钙钛矿结构铁1et公司；电材料，因具有高的介电常数而成为应用最为广泛扫描电子显微镜(SEM)：S一4700型，13本日立的介电陶瓷。PANI／BaTiO复合材料兼具PANI和公司；Ba

3、TiO，的高电导率和高介电常数的优点，在电流变透射电子显微镜(TEM)：TecnaiG220型，美国液、传感器及高储能密度电容器等领域应用广泛，已FEI公司；成为近年来研究的热点。热重(TG)分析仪：SDTQ600TA型，美国TA公PANI的热性能、电性能及介电性能均与掺杂酸司；有着密切的联系，通过改变掺杂酸种类可使PANI／宽频介电与阻抗谱仪：80型，德国NovocontrolBaTiO复合材料获得更加优异的性能，但目前国内Concept公司。外的相关研究主要集中在盐酸(HC1)掺杂PANI体1．3试样制备系记为[PANI(HC1)]

4、，对于其它酸掺杂体系的PA—(1)KH一560表面改性BaTiONI／BaTiO复合材料研究尚未见报道。将一定量的BaTiO溶解于无水乙醇中，在40℃笔者设计制备了十二烷基苯磺酸(DBSA)掺杂水浴条件下滴加质量分数为1％的KH一560的乙醇PANI[记为PANI(DBSA)]，并采用原位复合法制备溶液，搅拌后形成BaTiO，与KH一560的混合液。经了具有核壳结构的PANI(DBSA)／BaTiO，复合材料，抽滤、洗涤，真空干燥，得到表面改性的BaTiO，。对比研究了该复合材料与PANI(HC1)／BaTiO复合(2)PANI(HC1

5、)／BaTiO复合材料的制备材料的结构、形貌、热性能、电导率和介电性能。取一定量的表面改性BaTiO。分散在ANI的HC11实验部分溶液(1．0mol／L)中，超声分散30min后置于5~C冰1．1原材料水浴中。逐滴滴加(NH)s0。(与ANI单体物质的苯胺(ANI)：分析纯，使用前经二次减压蒸馏提量之比为1：1)的HC1溶液，反应6．5h后对其抽滤、纯，天津市大茂化学试剂厂；洗涤，真空干燥后研细，得到粉末状，记为PANIBaTiO：平均粒径0．67Ixm，南通吉尔伯特电子(HC1)／BaTiO复合材料，其中PANI(HC1)和表面改有

6、限责任公司；性BaTiO3的密度分别为1．2g／cm。和6．02g／cm，DBSA、正丁醇：分析纯，国药集团化学试剂有限其体积分数比为1：1。公司；(3)PANI(DBSA)／BaTiO。复合材料的制备硅烷偶联剂：KH一560，荆州市江汉精细化工有限公司；}国家自然科学基金项目(50773048)、江苏省2008年“333工过硫酸铵[(NH)：s：0。]：分析纯，天津市大茂程”科研资助项目化学试剂厂；收稿日期：2009—12-11吴鹏飞，等：不同酸掺杂体系的PANI／BaTiO3复合材料的制备及性能研究17取一定量的ANI及表面改性Ba

7、TiO，加入DB—32SA及去离子水，搅拌均匀后逐滴滴加助乳化剂正丁l醇，超声分散30rain至形成白色乳液，将其置于5℃冰水浴中。再逐滴滴加(NH)：sO的水溶液，反应5h后加入丙酮破乳，经抽滤、洗涤，真空干燥后研细，得到粉末状PANI(DBSA)／BaTiO3复合材料，其4OO0ZUUl6004OO中PANI(DBSA)和表面改性BaTiO的密度分别为波数／cn1一1一表面改性BaTiO3；2一PANI(HC1)／BaTiO3；1．35g／cm和6．02g／cm，其体积分数比为1：1。3一PANI(DBSA)／Ba~O31．4性能测

8、试图1不同材料的FTIR谱图采用FTIR仪测试试样的FTIR谱图；TEM对复合材料进行了微观结构分析。图2是表分别用SEM、TEM观察试样的微观形貌并拍面改性BaTiO”PANI(HC1)／BaTiO，和P