PVC-PANI共混物的制备与性能研究

摘要

聚氯乙烯(PVC)作为一种生产技术成熟、价格低廉、综合性能优良的通用树脂被广泛应用于建筑、运输、包装、电子、电器和汽车等方面,对人类的生产和生活都产生了重要的影响。但是,由于PVC材料表面电阻高达1014～1017Ω,导致材料在某些场合下使用易出现静电荷积聚,造成吸尘、电击等不良现象,静电积累到一定程度,还会产生一系列危害,造成难以估量的损失。通过共混、填充和复合改性可以制备复合抗静电PVC材料,而且加工成型工艺简单、经济,适合大批量工业化生产。
　　本文通过苯胺在微发泡PVC的原位聚合,成功制备了PVC/聚苯胺(PANI)共混物材料,实现了对PVC的抗静电改性。研究了微发泡PVC的制备;掺杂酸浓度、氧化剂种类和浓度对PVC/PANI共混物粉体导电性能的影响,及PVC/PANI共混物材料抗静电性能和力学性能。主要研究结果如下:
　　1.确定了PVC的微发泡条件:20gPVC粉料中,加10ml体积比为1.7:6.3:2的环己酮、丙酮、丁酮混合溶剂,1.2g发泡剂AIBN,在112℃下反应8min,所得微发泡PVC对苯胺的吸附率(质量分数)可达47.3％。
　　2.PVC-PANI共混物粉末合成条件:确定氧化剂(NH4)2S2O8浓度0.4 mol/L;十二烷基苯磺酸浓度1.0 mol/L;反应时间2h。所得PVC-PANI共混物粉末电导率为76.9S·m-1。
　　3.PVC-PANI共混物粉末的红外图谱中,代表C–Cl的695cm-1处特征峰几乎消失,617cm-1处特征峰也变得很弱,说明PVC中C–Cl键明显减少;在1800cm-1处发现苯环邻位取代峰,应该为PVC与聚苯胺或十二烷基苯磺酸发生取代反应的结果;在1057 cm-1处发现磺酸盐中的N-H伸缩峰,证明十二烷基苯磺酸对聚苯胺实现了良好的掺杂。通过元素分析、红外分析研究了聚苯胺的掺杂机理,推测PVC与PANI形成表面镶嵌包覆局部交联的微观结构。
　　4.PVC-PANI共混物材料导电逾渗阈值:聚苯胺质量分数在2.0％～3.3％时,PVC-PANI共混物材料的电阻率急剧下降:109Ω·cm→106Ω·cm,达到了抗静电材料的要求。

目录

中文摘要

英文摘要

目录

1 绪论

1.1 高分子材料微孔发泡技术研究进展

1.2 导电高分子材料研究进展

1.3 聚苯胺导电复合材料

1.4 PVC共混改性研究进展

1.5本论文的研究目的和内容

1.6 本文的研究意义和创新点

2 PVC的微发泡处理

2.1 实验部分

2.2 结果与讨论

2.3 本章小结

3 PVC-PANI共混物的制备

3.1 氧化剂种类的选择

3.2 实验部分

3.3 结果与讨论

3.4 本章小结

4 PVC–PANI复合材料的制备

4.1 渗流理论

4.3 实验部分

4.4 结果与讨论

4.5 本章小结

5 结论

致谢

参考文献