聚苯胺聚氨酯导电海绵的制备及其应用研究.pdf

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1、分类号学校代码!Q5垒2密级学号—200812—020025聚苯胺／聚氨酯导电海绵的制备及其应用研究StudyonPreparationandItsApplicationsofConductingPolyaniline／polyurethaneFoam湖南师范大学学位评定委员会办公室二零一一年五月摘要聚氨酯海绵(PUF)，是主链上含有重复氨基甲酸酯基团的大分子化合物中的一种。由于其具有良好的耐油性、韧性、耐磨性、耐老化性，可以作为理想的包装材料使用。但是聚氨酯本质上是一种绝缘材料，存在着抗静电性能差的缺陷。聚苯胺(Ⅳm)作为目前最具发展前景的一种导电高分子

2、材料，由于其具有电导率可调、氧化还原态丰富、制备简单及环境稳定性好等优势而成为功能高分子材料领域的研究热点之一。’本文以聚氨酯海绵为载体，通过化学氧化聚合法原位生长聚苯胺，获得了PAn／PUF导电海绵复合物，实现其体积电阻率在一定范围内可调，有效提高其抗静电性能；此外利用聚氨酯海绵上负载聚苯胺的氧化还原特性吸附还原银离子为金属单质，直接获得Ag／wAavvuv多元复合物。研究了不同制备条件对PAn／PUF复合物体积电阻率的影响以及PAn／PUF导电复合物在回收银离子中的应用。主要内容如下：(1)采用在PUF海绵上原位化学氧化生长聚苯胺的方法可以制备导电海绵

3、。测定了PAn／PUF复合物体积电阻率的变化规律，考察了合成产物体积电阻率的稳定性。结果表明，PAn／PUF复合物的体积电阻率与苯胺单体浓度、掺杂酸的种类和用量、氧化剂的用量等因素密切相关；通过改变原位生长的条件，可以获得体积电阻率在103．108Q·em范围内可调的导电海绵复合物PAn／PUF；大分子酸掺杂获得的复合物较小分子掺杂具有更好的电导性和环境稳定性。(2)将制备的PAn／PUF复合物与AgN03溶液混合后以原位还原的方式进行反应。研究了PAn／PUF导电复合物在回收银离子中的应用，推测并验证了复合物还原银离子的反应机理，同时分析了复合物还原银离

4、子的动力学曲线。结果表明，制备的PAn／PUF复合物对银离子具有较好的还原作用，在一定条件下，银离子的回收率可达到99．O％，反应的平均活化能约为30．22kJ·mol～。AgN03溶液浓度、温度、振荡方式、PAn／PUF复合物的制备条件等因素会对银离子的吸附还原效果产生影响。FT-IR、态和热表明，晶形态的热稳的方法离子的金属纳ABSTRACTPolyurethanefoam,commonlyabbreviatedasPUF，isoneofpolymersconsistingofachainoforganicunitsjoinedbyurethane(c

5、arbamate)links．Itcanbeusedasanidealpackagingmaterialbecauseofitsgoodoilresistance，toughness，abrasionresistanceandagingresistance．Butpolyurethaneisakindofinsulationmaterialessentiallyandtherearedefectsduetopoorantistaticproperties．Polyaniline(PAn)iscurrentlyconsideredasoneofthemost

6、promisingconductivepolymers．Andpolyanilineisbecomingaresearchhotspotinthefieldoffunctionalpolymermaterialsbecauseofitsadjustableconductivity，richredoxstates，easypreparationandgoodenvironmentalstability．Inthisthesis，conductingpolyaniline／polyurethanefoamcompositewaspreparedbyin-sit

7、uchemicaloxidativegrowthofpolyanilineonthesurfaceofpolyurethanefoamcarrier．ThevolumeelectricalresistivityofcompositesCanbecontrolledinacertainrangeinordertoimprovetheirantistaticpropertieseffectively．Furthermore，amulti—componentcompositeAg／PAn／PUFcanbedirectlyobtainedbyusingredoxp

8、olyanilineloadedonpolyurethanefoa