37多壁碳纳米管聚苯胺可溶性高分子复合膜的研究.docVIP

多壁碳纳米管/聚苯胺/可溶性高分子复合膜的研究 许军12，姚琲*1，佐江丽2，李轩1，邹静宇2 1天津大学分析测试中心 2中国民航大学理学院 摘要：以碳纳米管为模板，把聚苯胺修饰在碳管壁上，得到稳定的多壁碳纳米管（MWNTs）/聚苯胺（PANI）水性分散体系。将MWNTs / PANI水性乳液与聚丙烯酸（PAA）溶液共混后，得到MWNTs /PANI/ PAA复合膜。研究了多壁碳纳米管/聚苯胺乳液与聚丙烯酸的质量比、共混温度及成膜干燥温度对共混膜导电性能的影响。结果表明：乳液与聚丙烯酸质量比1：50，共混膜的反应温度为30℃，成膜干燥温度为80℃，所得多壁碳纳米管/聚苯胺/聚丙烯酸复合膜的表面电阻达到1.21×104Ω/□。 关键字：多壁碳纳米管；聚苯胺；聚丙烯酸；复合膜 *联系作者：300072，天津市南开区卫津路92号，天津大学分析测试中心，电话：022电子邮件：pyao@tju.edu.cn Study on muti-walled carbon nanotubes / polyaniline/ soluble polymer composite films Xu Jun12, Yao Pei*1, Zuo Jiangli2, Li Xuan1, Zou Jingyu2 1Center for Analysis, Tianjin University 2College of Science，Civil Aviation University of China Abstract: MWNTs / PANI aqueous dispersion with good stability is obtained with carbon as a template and PANI modifying on the surface of carbon. MWNTs/PANI/PAA composite membrane films were prepared by blending MWNTs/PANI water-bone latex with PAA solution. The effects of mass ratio of MWNTs/PANI composite to PAA, blending temperature and drying temperature on the surface resistance of the composite films are investigated. Good conductivity of composite films are formed under the conditions that mass ratio of c-MWNTs/PANI composite to PAA ratio is 1:50, blending temperature and drying temperature of the composite films are 30 ℃ and 80 ℃, respectively. Surface resistance of the prepared composite film is 1.21×104Ω/□ Key word: multi-walled carbon nanotubes；polyaniline；polyacrylic acid；composite film 1.前言 碳纳米管作为当今材料科学的研究热点具有独特的物化特性。聚苯胺（PANI）由于原料成本低、环境稳定性好、易于溶解加工、防腐蚀及可逆的电化性能，在电池、传感器、金属防腐、导电和防静电等领域获得应用。碳纳米管/高分子复合材料是近年来高分子材料科学中发展十分迅速的新领域，目前，由于成本低、性能优异，高分子纳米复合材料在国外现已进入了实用化阶段，并在在汽车和石油石化等领域获得应用。将MWNTs与PANI复合并应用于高分子复合膜的研究具有重要的理论与应用价值。 本项研究是将多壁碳纳米管、聚苯胺和聚丙烯酸通过原位聚合和溶液共混复合在一起，制备多壁碳纳米管被聚苯胺包覆并分散在可聚丙烯酸中的三相复合体系，并对MWNTs/PANI复合材料水性乳液的固含量、MWNTs/PANI复合材料的结构与性能以及复合膜的表面电阻进行研究。 2.实验部分 2.1 复合材料的制备 在纯化后的MWNTs中加入浓硫酸和浓硝酸的混酸，经50~60℃下搅拌、超声反应，得到表面连有羧基-COOH的多壁碳纳米管，记作c-MWNTs。将c-MWNTs分散于HCl溶液中，加入一定量十二烷基磺酸钠（SDS），然后滴入苯胺并滴加过硫酸铵的HCl溶液，在35℃反应3h，得到MWNTs / PANI水性乳液。取