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聚苯胺/涤纶复合导电织物的制备与性能研究

作　者: 徐守飞
导　师: 李青
学　校: 北京服装学院
专　业: 纺织化学与染整工程
关键词: 低温等离子 聚苯胺 原位聚合 导电织物
分类号: TS195.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


聚苯胺因单体价格便宜、易于制备、电导率高、环境稳定性好等特性,在许多方面显示出诱人的应用前景,但聚苯胺的不溶不熔性限制了它的加工,如果能将聚苯胺与织物复合,则可将聚苯胺的优良性能引入到织物中,使复合织物保持纤维织物的机械性能、柔韧性能,同时使聚苯胺优良特性得到较好的应用。目前制备聚苯胺复合导电织物的方法主要是原位聚合法,但制备的聚苯胺复合导电织物存在聚苯胺吸附量较低,导电性能不高,及与基体织物结合不牢等问题。本文以涤纶织物为基体,通过碱减量工艺与低温等离子处理工艺相结合的方法,对涤纶基体进行预处理,改善基体织物的微观表面,采用原位聚合法,使苯胺在涤纶织物表面原位聚合形成聚苯胺导电层,制备了聚苯胺涤纶复合导电织物。研究了预处理工艺中,碱减量处理条件,低温等离子处理条件及聚合条件对导电织物表面电阻率的影响。研究结果表明,复合导电织物的最佳前处理工艺为:采用碱减量-低温等离子处理:碱减量处理的适宜条件为NaOH浓度20g/L,温度90℃,作用时间90min;低温等离子体处理的适宜工艺条件为功率300W,压强30Pa,作用时间4min。原位聚合反应的条件以过硫酸铵为氧化剂浓度0.025g/ml,盐酸为掺杂酸浓度0.6mol/L,苯胺单体浓度为0.3mol/L,吸附时间1.5h,反应时间90min。制得的复合导电织物的表面电阻率达到0.07 KΩ。利用IR、XRD、DSC、TG等测试手段对聚苯胺/涤纶复合导电织物的结构和性能进行研究。研究结果表明,在纤维表面沉积有聚苯胺;经碱减量-低温等离子工艺预处理后织物纤维的微观表面产生了大量凹沟与凸起物利于聚苯胺附着,聚苯胺复合导电织物纤维表面有均匀网状物存在,在涤纶表面形成导电通路;聚苯胺进入了涤纶纤维无定形区,使部分涤纶分子结晶完善程度有所降低。涤纶/聚苯胺复合织物具有较好的热稳定性。K/S值分析表明,经碱减量-低温等离子处理工艺制备的复合导电织物的K/S值较大,说明聚苯胺吸附量较高;复合导电织物的力学性能改变不大;经超声洗涤5次后,表面电阻率仍可稳定在0.89KΩ;具有一定的电磁屏蔽效能。

全文目录


摘要  3-4Abstract  4-9第1章 绪论  9-23  1.1 引言  9  1.2 导电高分子的发展  9-11  1.3 聚苯胺的研究进展  11-17    1.3.1 聚苯胺的合成  11-12    1.3.2 聚苯胺的导电机理  12-13    1.3.3 苯胺氧化聚合反应机理  13-14    1.3.4 聚苯胺的特性  14-15    1.3.5 聚苯胺导电织物的研究进展  15-17  1.4 涤纶织物  17-18    1.4.1 碱减量原理  17    1.4.2 碱减量对涤纶织物性能的影响  17-18  1.5 等离子体技术  18-22    1.5.1 等离子体的定义与分类  18-19    1.5.2 等离子处理原理  19-20    1.5.3 等离子处理在导电织物中的应用  20-22  1.6 本课题研究的意义及内容  22-23第2章 实验部分  23-28  2.1 实验药品与材料  23-24  2.2 仪器与设备  24-25  2.3 实验方法  25    2.3.1 涤纶织物的预处理  25    2.3.2 导电织物的制备  25  2.4 聚苯胺复合导电织物表面电阻率的测定  25  2.5 扫描电子显微镜（SEM）测试  25-26  2.6 红外光谱测试  26  2.7 XRD  26  2.8 热性能测试  26    2.8.1 DSC 分析  26    2.8.2 TG 热分析  26  2.9 K/S 值  26-27  2.10 力学性能测定  27  2.11 耐水洗性能测试  27  2.12 屏蔽效能测试  27-28第3章 结果与讨论  28-51  3.1 聚苯胺复合导电织物的制备  28-39    3.1.1 碱减量处理条件对织物表面电阻率的影响  28-32    3.1.2 低温等离子体处理条件对织物表面电阻率的影响  32-35    3.1.3 聚合反应条件的影响  35-39  3.2 聚苯胺织物的结构性能的测试与表征  39-49    3.2.1 导电织物表面形态分析  39-42    3.2.2 聚苯胺复合导电织物的红外光谱分析  42-43    3.2.3 X-衍射分析  43-44    3.2.4 DSC 热分析  44-45    3.2.5 Tg 分析  45-47    3.2.6 K/S 值  47    3.2.6 力学性能  47-48    3.2.7 聚苯胺复合导电织物的屏蔽效能  48-49  3.3 复合导电织物的导电性能  49-51    3.3.1 不同处理方式表面电阻率的比较  49    3.3.2 耐水洗稳定性能  49-51第4章 结论  51-52参考文献  52-59攻读硕士期间发表的学术论文  59-60致谢  60

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中图分类: > 工业技术 > 轻工业、手工业 > 纺织工业、染整工业 > 染整工业 > 整理 > 各种纤维及其制品的整理
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