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研究掺杂型聚苯胺导电涂料与制备

时间:2011-10-20 12:04:48 来源: 作者:小辉点击:次

由图1可看出,聚苯胺中存在环状二元酮吸收峰(R约1120cm-1处)和苯环吸收峰(R约1492cm-1处),表明聚苯胺分子链中含有苯环和环状二元酮结构。由于掺杂使聚合物分子链中的电子云密度下降,降低了原子间的力常数,产生诱导效应,同时由于掺杂作用,形成的共轭效应,使得基团的振动频率下降,因此各吸收峰都向低频方向移动。本征态聚苯胺中环状二元酮的特征振动峰在R为1152cm-1处[4],经盐酸掺杂后,向低波数方向移动到R为1120cm-1处,而且吸收峰加强,成为图谱中最强的吸收峰。这表明掺杂主要发生在聚苯胺中环状二元酮的氮原子上。合成得到的聚苯胺导电性采用四探针法测定,合成聚苯胺的Q为0.22~0.408#cm。

2.2掺杂型聚苯胺对涂料导电性的影响

按照1.2导电涂料的制备方法,改变掺杂型聚苯胺的加入量,研究掺杂型聚苯胺的质量分数对涂料导电性的影响,结果见表1。

由表1可以看出,导电涂料的电阻率随着掺杂型w(聚苯胺)的增加而减小,但掺杂型聚苯胺超过30%后,导电涂料的电阻率基本不变,这是由于随着导电涂料中掺杂型w(聚苯胺)的增大,聚苯胺的增加使得处于分散状态的导电粒子间的距离越来越小,导电填料彼此接触形成一种导电无限网链,从而使原来绝缘的涂料变成导体,涂层的电阻率随其填料用量的增大而降低[5,6]。当w(聚苯胺)高于30%,导电涂料中导电网链已经形成,更多的导电填料的加入并不会显著地增加涂料中的导电通路,因此导电率增加趋势减缓。因此掺杂型w(聚苯胺)为15%~30%适宜。

2.3固化剂对导电涂料柔韧性的影响

以环氧树脂作为导电涂料的基料,加入刚性粒子的掺杂型聚苯胺填料,会使环氧涂层脆性增加,为此选择具有较好增韧作用的聚酰胺类固化剂,按照GB/T17312935漆膜柔韧性测定法6,采用QTX漆膜柔韧性测试仪测试聚酰胺类固化剂的加入对涂层柔韧性的影响,测试结果见表2。

由表2可以看出,随着聚酰胺类固化剂的增加,涂层的柔韧性下降,但在相同干燥时间内,当w(聚苯胺)低于10%时,涂层不能完全干燥,因此环氧导电涂料中w(固化剂)在10%~15%适宜。

2.4导电涂料性能测试

按照1.2导电涂料的制备方法,掺杂型w(聚苯胺)为20%,w(固化剂)为10%,制备得到的环氧树脂导电涂料性能测试结果见表3。

3结论

1)化学氧化聚合法制备的掺杂型聚苯胺具有较高的导电性,聚苯胺的Q为0.22~0.408#cm,可作为导电填料。

2)聚酰胺类固化剂的加入,明显地提高了环氧导电涂料的柔韧性,解决了由于掺杂型聚苯胺导电填料的加入而引起的环氧涂层脆性增加的问题。

3)在掺杂型w(聚苯胺)为10%~30%,w(固化剂)为10%~15%时,可以得到性能优良的环氧导电涂料。

关键词： 研究掺杂苯胺

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