光固化纳米聚苯胺有序排列互穿网络复合膜的研究

苯胺在环氧丙烯酸树脂中进行原位乳液聚合形成纳米聚苯胺（PANI）粒子乳液，去乳化后加入光引发剂、稀释性交联单体等混合成为紫外光固化预聚体；用磁场对PANI粒子的取向、排列进行诱导，使预聚体中PANI粒子通过自身磁力进行线型自组装，光引发固化成为导电粒子有序线型排列的互穿网络柔性复合膜。研究纳米PANI粒子在树脂中乳液聚合的规律，合成条件对其结构和性能，光固化预聚体的制备，预聚体中PANI粒子对磁场诱导响应的特点，复合膜中有序排列的构型演化，复合膜的力学、导电、热稳定性能等的特点及其与组成、结构和树脂网络的关系等。利用FTIR、SEM、TEM、XRD和DSC、TG等对复合膜进行表征。项目将导电聚合物PANI应用于有序结构材料，采用纳米、原位乳液聚合、磁场诱导、互穿网络和光固化交联等材料制备新技术，以期制得导电和力学性能优良的复合膜。

本项目完成了以下工作：采用原位乳液聚合法合成了十二烷基苯磺酸掺杂的纳米导电聚苯胺，利用电导率和粒径分析研究了反应条件对PANI-DBSA粒子合成的影响，当苯胺为0.02mol，环氧丙烯酸树脂为二甲苯的30wt%，DBSA为水的30wt%，过硫酸铵为0.80mol/L，反应时间为6h，所得PANI-DBSA的电导率最大，达57.57S/m，相应的平均粒径为171nm。采用原位乳液聚合法，用十二烷基苯磺酸(DBSA)作掺杂剂和乳化剂，苯胺(AN)在聚氨酯丙烯酸酯(PU)中聚合形成DBSA掺杂的纳米聚苯胺(PANI-DBSA)，当AN为0.02mol，PUA为二甲苯(xylene)的20wt%，DBSA为总质量的13wt%，过硫酸铵为0.8mol/L，反应时间为6h，所得PANI-DBSA的电导率最大，达66.7S/m，相应的平均粒径为161mm。其他系列专利成果有：一种双组分蓖麻油聚氨酯防水涂料；一种单组份自固化聚氨酯防水涂料，克服了已有技术的缺点，拉伸强度达到3～22MPa，断裂伸长率大于150%；一种光固化纳米聚苯胺-环氧丙烯酸树脂互穿网络防静电涂料的制备方法；一种光固化纳米聚苯胺-环氧丙烯酸树脂互穿网络防静电涂料；一种水基纳米聚苯胺切削液及其制备方法；双组分纳米聚苯胺-环氧丙烯酸树脂/聚氨酯互穿网络导电、抗静电涂料及制备方法。光固化纳米聚苯胺有序排列互穿网络复合膜的研究