导电高分子纳米纤维的制备与表征

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针对导电高分子一维纳米结构材料的研究已经广泛开展,在这个领域人们能够制备出很多种类的纳米纤维、纳米管、纳米带等等,并且在诸多领域验证了其潜在的应用价值。但距离纳米结构材料的实用化还有很大的距离。本论文论述的主要问题是如何制备大量的导电高分子纳米材料,分别采用界面聚合法和静电纺丝法制备导电高分子一维纳米结构。本文主要研究内容如下:1.分别采用磁力搅拌法和界面聚合法制备聚苯胺,比较两种方法制备的聚苯胺在形态结构方面的差异。在界面聚合过程中,有机相中的氧化剂引发水相中的苯胺单体在界面上发生聚合反应,界面生成的聚苯胺慢慢扩散到水相中,避免了磁力搅拌情况下初生聚苯胺纳米纤维的二次生长而团聚成颗粒。研究还表明氧化剂的浓度和苯胺单体的浓度发生变化会对聚苯胺最终产物的结构产生显著影响,观测到由于二次生长所形成的螺丝形结构和纺锤形结构。2.采用盐酸作为掺杂剂和反应介质,通过界面聚合制备纳米结构的聚苯胺。有机相为过氧化羟基异丙苯的甲苯溶液,水相为苯胺与二苯胺磺酸钠的盐酸溶液,氯化亚铁溶于该盐酸溶液中。在界面聚合过程中,有机相中的过氧化羟基异丙苯将界面上的Fe2+氧化成Fe3+,Fe3+引发水相中的苯胺单体生成苯胺阳离子自由基,苯胺阳离子自由基在界面上发生聚合反应。考察了反应温度,时间,浓度,单体比例等因素对聚苯胺纳米纤维结构形态的影响。3.无水乙醇作为聚(3-己基噻吩)的非溶剂,与三氯甲烷混合形成混合溶剂,聚(3-己基噻吩)溶于该混合溶剂中,直接静电纺丝方法制备纯聚噻吩纳米纤维,研究纺丝条件对纤维形态的影响。当三氯甲烷与无水乙醇的体积比为85:15时,纺丝电压为6~15 kV,接收距离为7~15cm时,可以制备直径1~2μm的聚(3-己基噻吩)纳米纤维。
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