反相乳液法制备聚苯胺/坡缕石纳米导电复合材料的方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201010248017.0

申请日:

2010.08.06

公开号:

CN101935451A

公开日:

2011.01.05

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

专利权的转移IPC(主分类):C08L 79/02登记生效日:20160413变更事项:专利权人变更前权利人:西北师范大学变更后权利人:敦煌西域特种新材股份有限公司变更事项:地址变更前权利人:730070 甘肃省兰州市安宁区安宁东路967号变更后权利人:736200 甘肃省酒泉市敦煌市阳关中路32号|||授权|||实质审查的生效IPC(主分类):C08L 79/02申请日:20100806|||公开

IPC分类号:

C08L79/02; C08G73/02; C08K9/04; C08K3/34; H01B1/12

主分类号:

C08L79/02

申请人:

西北师范大学

发明人:

雷自强; 许剑; 张哲; 王忠超; 常迎; 武战翠; 马恒昌

地址:

730070 甘肃省兰州市安宁区安宁东路967号

优先权:

专利代理机构:

甘肃省知识产权事务中心 62100

代理人:

张英荷

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内容摘要

本发明提供了一种利用超声协助反相乳液法制备聚苯胺/坡缕石纳米复合材料的方法。本发明采用反相乳液聚合成核机理,在超声环境协助下,快速合成了具有较高的电导率和优异的热稳定性的聚苯胺/坡缕石纳米复合材料。本发明制备的聚苯胺/坡缕石纳米导电复合材料,结构为由聚苯胺包覆坡缕石的核壳结构,其外貌形状呈棒状;具有良好的导电率和热稳定性能,经测定,电阻率为1~103Ω·cm,在工程材料领域有很大的应用前景。

权利要求书

1: 反相乳液法制备聚苯胺 / 坡缕石纳米导电复合材料的方法, 包括以下工艺步骤 : (1) 改 性 坡 缕 石 浆 料 的 制 备 : 将 坡 缕 石、 十六烷基三甲基溴化铵及蒸馏水按 1 ∶ 0.5 ∶ 100 ~ 1 ∶ 2 ∶ 300 的质量比混合, 搅拌分散 8 ~ 20h, 洗涤、 离心、 烘干、 粉碎, 得到改性坡缕石纳米级颗粒 ; 再将改性坡缕石纳米级颗粒配制成质量浓度 1 ~ 7%的坡缕 石浆料 ; (2) 反 相 乳 液 体 系 的 形 成 : 将 十 二 烷 基 苯 磺 酸、甲 苯、水 及 苯 胺 按 1 ∶ 120 ∶ 10 ∶ 0.5 ~ 1 ∶ 500 ∶ 50 ∶ 1 的摩尔比在反应器中混合, 超声分散, 形成稳定 乳胶粒的反相乳液体系 ; (3) 引发聚合 : 将所述改性坡缕石浆料加入到所述反相乳液体系中, 超声分散均匀 ; 降 低体系温度至 0 ~ 5℃, 加入过硫酸铵溶液 ; 控制体系温度在 0 ~ 25℃, 在超声环境下使坡 缕石与苯胺聚合 ; 体系的颜色由乳白色变为浅绿色, 继而呈现墨绿色粘稠状液体 ; 所述苯胺与坡缕石的质量比为 1 ∶ 0.5 ~ 1 ∶ 7 ; 所述过硫酸铵的用量为苯胺摩尔量的 0.5 ~
2: 5 倍 ; 过硫酸铵溶液的滴加速度为 0.1mL/s ~ 0.025mL/s ; (4) 体系破乳 : 将墨绿色粘稠状液体加入到质量浓度 60%~ 90%的甲醇溶液中, 搅拌 10 ~ 30min, 室温静置, 使聚苯胺 / 坡缕石复合物沉降 ; (5) 后处理 : 将沉降的复合物减压抽滤, 用甲醇、 水洗涤, 得到墨绿色滤饼 ; 滤饼在真空 条件下, 于 40 ~ 50℃干燥 24 ~ 48h, 研磨, 过 300 目筛, 得到墨绿色粉体, 即为聚苯胺 / 坡 缕石纳米导电复合材料。 2. 如权利要求 1 所述反相乳液法制备聚苯胺 / 坡缕石纳米导电复合材料的方法, 其特 征在于 : 步骤 (3) 所述超声环境为 : 在功率为 100W ~ 600W 的超声波下, 反应 30 ~ 50min。
3: 如权利要求 1 所述反相乳液法制备聚苯胺 / 坡缕石纳米导电复合材料的方法, 其特 征在于 : 步骤 (3) 所述过硫酸铵溶液的质量浓度为 15%~ 30%。
4: 如权利要求 1 所述反相乳液法制备的聚苯胺 / 坡缕石纳米导电复合材料, 其结构为 由聚苯胺包覆坡缕石的核壳结构 ; 其外貌形状呈棒状。

说明书


反相乳液法制备聚苯胺 / 坡缕石纳米导电复合材料的方法

    【技术领域】
     本发明属于高分子导电材料领域, 涉及一种聚苯胺 / 坡缕石纳米复合材料的制备 方法, 尤其涉及一种利用超声协助反相乳液法制备聚苯胺 / 坡缕石纳米复合材料的方法。背景技术
     在众多的导电高分子材料中, 聚苯胺由于具有较高的电导率, 结构的多样性, 独特 的掺杂机理, 良好的热稳定性、 化学稳定性和电化学可逆性, 优良的电磁波吸收性能, 潜在 的溶液和熔融加工性能, 加之原料易得, 合成方法简单, 以及广泛的技术应用前景, 成为现 在研究进展最快的导电高分子材料之一。 但是, 由于聚苯胺分子链有很强的共轭性, 使其成 为难溶、 难熔的高分子聚合物, 并且综合力学性能和流变性能差等缺点, 限制了它在各个领 域的大规模广泛应用。 因此, 对聚苯胺结构本身进行改性, 以瓦解聚苯胺大分子链间的作用 力, 获得易溶性导电聚苯胺具有特殊的意义。 近年来, 通过对聚苯胺复合改性技术来克服其 加工性能差的缺点, 获得了具有多种功能的复合材料, 这些复合材料广泛应用于电池材料、 传感器、 二极管、 电导、 磁导、 静电屏蔽、 微波吸收、 金属防腐等领域。
     当前, 把无机纳米颗粒包裹进聚苯胺的壳中成为纳米复合材料中最为流行和有趣 的一个研究方向。大量不同种类的纳米颗粒, 如金属纳米颗粒, 碳纳米管, 氧化物纳米颗粒 或纳米带, 硫酸盐纳米颗粒, 氯化银, 以及粘土等, 在经过表面改性之后, 被成功的包裹于导 电聚合物中作为中间核, 从而产生了大量核壳结构的聚苯胺 / 无机纳米导电复合材料。通 过复合, 得到了结合基材独特性能和聚苯胺的导电性于一身的新型功能材料, 并且简化了 聚苯胺产品的后处理工序, 减少了能量和化合物的消耗, 从而降低了聚苯胺材料的生产成 本, 减少了对环境的污染。
     聚苯胺 / 无机纳米复合材料的制备方法有化学原位氧化聚合法, 常规乳液聚合 法, 电化学合成法, 紫外辐照法, 化学沉积法等。目前大规模制备主要是靠化学原位氧化聚 合, 并通常采用乳液聚合法, 但乳化效果不好, 反应速率慢, 获得聚苯胺 / 无机纳米复合材 料的电导率较低, 热稳定性较差等。
     坡缕石是最近引起注意的一种新型无机高分子载体, 它是一种层链状结构的含水 富镁铝硅酸粘土矿物。其单晶多为针状, 纤维状, 晶体直径约 20 ~ 80 纳米, 长约 0.55 微 米, 晶体内有与其长度方向一致的孔径为 0.32×0.73 纳米的微孔, 晶体之间有形状不规则 纳米 - 微米级微孔, 属于典型的天然纳米 - 亚微米矿物纤维。同其他粘土矿物相比, 坡缕石 具有较大的比表面积, 较强的吸附性 ; 密度低, 颜色浅, 与高分子复合后不会严重影响重量 和透明性 ; 硬度为 2 ~ 2.5, 容易加工成纳米 - 微米级颗粒, 其多孔中空结构为化学改性和 材料复合创造了条件。 发明内容
     本发明的目的是为了克服现有技术存在的不足, 提供一种利用超声协助反相乳液 法制备聚苯胺 / 坡缕石纳米复合材料的方法。本发明反相乳液法制备聚苯胺 / 坡缕石纳米导电复合材料的方法, 包括以下工艺步骤 : (1) 改 性 坡 缕 石 浆 料 的 制 备 : 将 坡 缕 石、 十六烷基三甲基溴化铵及蒸馏水按 1 ∶ 0.5 ∶ 100 ~ 1 ∶ 2 ∶ 300 的质量比混合, 搅拌分散 8 ~ 20h, 洗涤、 离心、 烘干、 粉碎, 得到有机化改性的坡缕石纳米级颗粒 ; 再将有机改性的坡缕石纳米级颗粒配制成质量浓度 1 ~ 7%的坡缕石浆料。
     (2) 反 相 乳 液 体 系 的 形 成 : 将 十 二 烷 基 苯 磺 酸、甲 苯、水 及 苯 胺 按 1 ∶ 120 ∶ 10 ∶ 0.5 ~ 1 ∶ 500 ∶ 50 ∶ 1 的摩尔比在反应器中混合, 超声分散, 形成稳定 乳胶粒的反相乳液体系。
     (3) 引发聚合 : 将所述制备的改性坡缕石浆料加入到所述反相乳液体系中, 超声 分散均匀 ; 降低体系温度至 0 ~ 5℃, 加入过硫酸铵溶液 ; 控制体系温度在 0 ~ 25℃, 在超声 环境下使坡缕石与苯胺聚合 ; 体系的颜色由乳白色变为浅绿色, 继而呈现墨绿色粘稠状液 体。
     所述苯胺与坡缕石的质量比为 1 ∶ 0.5 ~ 1 ∶ 7。
     所述过硫酸铵的用量为苯胺摩尔量的 0.5 ~ 2.5 倍 ; 过硫酸铵溶液的质量浓度为 15%~ 30% ; 过硫酸铵溶液的滴加速度为 0..05mL/s ~ 0.025mL/s。
     所述超声环境为 : 在功率为 100W ~ 600W 的超声波下, 反应 30 ~ 50min。
     (4) 体系破乳 : 将墨绿色粘稠液体加入到质量浓度 60%~ 90%的甲醇溶液中, 搅 拌 10 ~ 30min, 室温静置, 使聚苯胺 / 坡缕石复合物沉降。
     (5) 后处理 : 将沉降的复合物减压抽滤, 用甲醇、 水洗涤, 得到墨绿色滤饼 ; 滤饼在 真空条件下, 于 40 ~ 50℃干燥 24 ~ 48h, 研磨过 300 目筛, 得到墨绿色粉体, 即为聚苯胺 / 坡缕石纳米导电复合材料。
     下面通过红外谱图、 电镜扫描、 热重分析等, 对本发明制备的聚苯胺 / 坡缕石纳米 导电复合材料的结构、 性能做具体说明。
     1、 红外光谱图
     图 1 为本发明制备的聚苯胺 / 坡缕石纳米导电复合材料的红外光谱图。曲线 a 代表的是聚苯胺 / 坡缕石复合材料, b 代表的是坡缕石。从红外图谱分析可知, a 谱图在 -1 -1 1579cm 和 1489cm 处出现了聚苯胺的特征吸收峰, 分别是苯环碳碳双键和醌环碳碳双键 -1 振动吸收峰。并且在 a 图谱中 1030cm 也出现了坡缕石硅氧键的特征吸收峰。这表明聚苯 胺 / 坡缕石导电纳米复合材料成功合成。
     2、 热重分析
     图 2 为本发明制备的聚苯胺 / 坡缕石纳米导电复合材料的热重曲线。曲线 a 代表 的是有机化的坡缕石, f 代表的是纯聚苯胺, b、 c、 d、 e 分别代表的是添加了不同百分含量坡 缕石 ( 坡缕石的含量分别为 7%、 5%、 3%、 1% ) 的聚苯胺 / 坡缕石纳米复合材料的热重分 析曲线。分析热重曲线可知, 坡缕石 / 聚苯胺复合物的热稳定性较纯聚苯胺有较大提高, 而 且, 复合材料中, 随着复合材料中坡缕石含量的增加, 复合材料相对应阶段的热分解温度有 所升高, 即热稳定性提高。
     3、 电镜扫描
     图 3 为本发明制备的聚苯胺 / 坡缕石纳米导电复合材料的电镜扫描图。图 a 是聚
     苯胺的电镜扫描图, 图 b 是聚苯胺 / 坡缕石复合材料的电镜扫描图。从图 a 可以看出, 聚苯 胺呈现球状, 其直径大小分布在 20nm ~ 30nm 之间。从图 b 可以看出, 复合材料的外貌形状 呈棒状, 其结构为由聚苯胺包覆坡缕石的核壳结构。
     4、 导电性能
     通过四探针电位测试仪测定聚苯胺 / 坡缕石纳米导电复合材料的导电率。具体方 法为 : 取一定量产品通过压片机, 在 30Kpa 下压成厚度小于 4mm, 直径为 13mm 的圆片。按下 列公式计算聚苯胺 / 坡缕石纳米导电复合材料的电阻率 ρ。测试结果见表 1。
     I = F(D/S)×F(W/S)×W×FSP×10n
     ρ = V/I×F(D/S)×F(W/S)×W×FSP×10n
     σ1/ρ
     其中, I—— 1, 4 探针流过的电流值
     D——样品圆片直径
     W——样品圆片厚度
     S——平均探针间距
     ρ——电阻率
     V—— 2, 3 探针间的电压值
     F(D/S)——样品直径修正因子
     F(W/S)——样品厚度修正因子
     FSP——探针间距修正因子
     表 1. 产品电阻率
     所制备材料 电阻率 /Ω·cm
     纯聚苯胺 11%坡缕石 1.53%坡缕石 8.755%坡缕石 197%坡缕石 93.5通过表 1 我们得知, 复合材料的电阻率随着坡缕石含量的增加而增加。大量实验 证明, 当坡缕石在复合材料中的含量为 1 ~ 5%时, 复合材料均具有良好的导电性能。
     本发明相对于现有技术具有以下优点 :
     1、 本发明采用反相乳液的成核机理, 在聚合反应开始阶段产生大量的聚合反应活 化中心, 加速引发聚合, 促使在每个胶束核内苯胺能够更好地在有机化的坡缕石表面聚合 包裹, 进而形成聚苯胺的连续相, 提高了复合材料的电导率和热稳定性。经测定, 本发明制 3 备的聚苯胺 / 坡缕石纳米复合材料的电阻率为 1 ~ 10 Ω· cm, 在工程材料领域有很大的应 用前景。
     2、 本发明提供了一个具有高聚合速率和高相对分子量的聚合体系, 并采用水溶性 引发剂, 有效提高了聚合速率, 缩短了聚合时间, 降低了聚合成本。
     3、 在超声环境的协助下, 胶束核能得到更好的分散, 大大提高了乳化速度和效果, 促使反应体系更加稳定, 进一步提高了聚合速度。附图说明
     图 1 为本发明聚苯胺 / 坡缕石纳米导电复合材料的红外光谱图 图 2 为本发明聚苯胺 / 坡缕石纳米导电复合材料的热重曲线 图 3 为本发明聚苯胺 / 坡缕石纳米导电复合材料的电镜扫描图具体实施方式
     实施例一
     (1) 改性坡缕石浆料的制备
     将坡缕石、 表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵及蒸馏水按 1 ∶ 0.5 ∶ 300 的质量 比混合, 先电磁搅拌 10min, 然后超声分散 30min, 再电磁搅拌 8h ; 最后离心, 洗涤, 干燥, 粉 碎, 制成有机改性的坡缕石纳米级颗粒。再将有机改性的坡缕石坡纳米级颗粒配制成质量 浓度 1.5%的坡缕石浆料。
     (2) 反相乳液体系的形成
     将十二烷基苯磺酸, 甲苯, 水, 苯胺按 1 ∶ 120 ∶ 10 ∶ 1 的摩尔比加入三颈烧瓶中, 然后超声分散 10min, 形成稳定乳胶粒的反相乳液体系。 (3) 引发聚合
     将上述制备的改性坡缕石浆料加入到反相乳液体系中 ( 其中苯胺与坡缕石的质 量比为 1 ∶ 0.5) 超声分散均匀 ; 降低体系温度至 0℃, 加入过硫酸铵溶液 ( 过硫酸铵溶液的 质量浓度为 15%, 过硫酸铵的摩尔量为苯胺的 1 倍 ; 滴加速度控制在 0.05mL/s) ; 将混合体 系置于超声分散仪中, 控制体系温度在 15℃, 使坡缕石与苯胺在超声波下聚合 ; 体系的颜 色由乳白色变为浅绿色, 继续超声反应, 直至体系呈现墨绿色粘稠状液体 ; 撤去超声环境, 反应终止。超声环境为在功率 500W 的超声波下, 反应 30 ~ 50min。
     (4) 体系破乳
     将墨绿色粘稠液体加入到质量浓度为 70%的甲醇溶液中, 电磁搅拌 10min, 室温 静置 30min, 使聚苯胺 / 坡缕石复合物沉降。
     (5) 后处理
     将沉降的复合物减压抽滤, 用甲醇、 三次水洗涤数次, 得到墨绿色滤饼 ; 然后将滤 饼在真空条件下, 于 50℃干燥 48h, 研磨粉碎, 研磨过 300 目筛, 得到墨绿色粉体, 即为聚苯 胺 / 坡缕石纳米导电复合材料。
     经检测, 复合材料的电阻率为 1.2Ω·cm。
     实施例二
     (1) 改性坡缕石浆料的制备
     将坡缕石, 表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵及蒸馏水按 1 ∶ 1 ∶ 300 的质量比 混合, 先电磁搅拌 10min, 然后置于超声分散仪中超声分散 30min, 再电磁搅拌 8h ; 最后离 心, 洗涤, 干燥, 粉碎, 得到有机改性的坡缕石纳米级颗粒。 再将有机改性的坡缕石纳米级颗 粒配制成质量浓度 2%的坡缕石浆料。
     (2) 反相乳液体系的形成
     将十二烷基苯磺酸, 甲苯, 水, 苯胺按 1 ∶ 110 ∶ 10 ∶ 1 的摩尔比加入三颈烧瓶中, 超声分散 15min, 形成稳定乳胶粒的反相乳液体系。
     (3) 引发聚合
     将上述制备的坡缕石浆料加入到反相乳液体系中 ( 其中苯胺与坡缕石的质量比 为 1 ∶ 1) 超声分散均匀 ; 降低体系温度至 0℃, 加入过硫酸铵溶液 ( 过硫酸铵溶液的质量 浓度为 19%, 过硫酸铵的摩尔量为苯胺的 1.2 倍 ; 滴加速度控制在 0.1mL/s) ; 将混合体系 置于超声分散仪中, 控制体系温度在 15℃, 使坡缕石与苯胺在超声波下聚合 ; 体系的颜色 由乳白色变为浅绿色, 继续超声反应, 直至体系呈现墨绿色粘稠状液体 ; 撤去超声环境, 反 应终止。超声环境为在功率 500W 的超声波下, 反应 30 ~ 50min。
     (4) 体系破乳
     将墨绿色粘稠液体加入质量浓度为 80%的甲醇溶液中, 电磁搅拌 15min, 室温静 置 30min, 使聚苯胺 / 坡缕石复合物沉降。
     (5) 后处理
     将沉降的复合物减压抽滤, 用甲醇、 三次水洗涤数次, 得到墨绿色滤饼 ; 然后将滤 饼在真空条件下, 于 50℃干燥 48h, 研磨粉碎, 得到墨绿色粉体, 即为聚苯胺 / 坡缕石纳米导 电复合材料。
     经测定, 复合材料的电阻率为 1.5Ω·cm。 实施例三
     (1) 改性坡缕石浆料的制备
     将坡缕石、 表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵及蒸馏水按 1 ∶ 1 ∶ 300 的质量比 混合, 先电磁搅拌 10min, 然后置于超声分散仪中超声分散 30min, 再电磁搅拌 8h ; 最后离 心, 洗涤, 干燥, 粉碎, 得到有机改性的坡缕石纳米级颗粒。 再将有机改性的坡缕石纳米级颗 粒配制成质量浓度 3%的坡缕石浆料。
     (2) 反相乳液体系的形成
     将十二烷基苯磺酸, 甲苯, 水, 苯胺按 1 ∶ 150 ∶ 15 ∶ 1 的摩尔比加入三颈烧瓶中, 置于超声分散仪中, 超声分散 10min, 形成稳定乳胶粒的反相乳液体系。
     (3) 引发聚合
     将上述制备的坡缕石浆料加入到所述反相乳液体系中 ( 其中苯胺与坡缕石的质 量比为 1 ∶ 2) 超声分散均匀 ; 降低体系温度至 0℃, 加入过硫酸铵溶液 ( 过硫酸铵溶液的 质量浓度为 20%, 过硫酸铵的摩尔量为苯胺的 1.5 倍 ; 滴加速度控制在 0.1mL/s) ; 将混合 体系置于超声分散仪中, 控制体系温度在 10℃左右, 使坡缕石与苯胺在超声环境下聚合 ; 体系的颜色由乳白色变为浅绿色, 继续超声, 直至体系呈现墨绿色粘稠状液体 ; 撤去超声环 境, 反应终止。超声环境为在功率 500W 的超声波下, 反应 30 ~ 50min。
     (4) 体系破乳
     将墨绿色粘稠液体倾入质量浓度为 80%的甲醇溶液中, 电磁搅拌 15min, 室温静 置 40min, 使聚苯胺 / 坡缕石复合物沉降。
     (5) 后处理
     将沉降的复合物减压抽滤, 用甲醇、 三次水洗涤数次, 得到墨绿色滤饼 ; 然后将滤 饼在真空条件下, 于 50℃干燥 48h, 研磨粉碎, 过 300 目筛, 得到墨绿色粉体, 即为聚苯胺 / 坡缕石纳米导电复合材料。
     经检测, 复合材料的电阻率为 8.9Ω·cm。
     实施例四
     (1) 改性坡缕石浆料的制备
     将坡缕石、 表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵及蒸馏水按 1 ∶ 1.5 ∶ 300 的质量 比混合, 先电磁搅拌 10min, 然后置于超声分散仪中超声分散 30min, 再电磁搅拌 8h ; 最后离 心, 洗涤, 干燥, 粉碎, 得到有机改性的坡缕石纳米颗粒。 再将有机改性的坡缕石纳米颗粒配 制成质量浓度 3.5%的坡缕石浆料。
     (2) 反相乳液体系的形成
     将十二烷基苯磺酸, 甲苯, 水, 苯胺按 1 ∶ 130 ∶ 25 ∶ 1 的摩尔比加入三颈烧瓶中, 置于超声分散仪中, 超声分散 10min, 形成稳定乳胶粒的反相乳液体系。
     (3) 引发聚合
     将上述坡缕石浆料加入到反相乳液体系中 ( 其中苯胺与坡缕石的质量比为 1 ∶ 3) 超声分散均匀 ; 降低体系温度至 0 ℃, 加入过硫酸铵溶液 ( 过硫酸铵溶液的质量浓度为 20%, 过硫酸铵的摩尔量为苯胺的 1.5 倍 ; 滴加速度控制在 0.05mL/s) ; 将混合体系置于超 声分散仪中, 控制体系温度在 10 ~ 25℃, 使坡缕石与苯胺在超声环境下聚合 ; 体系的颜色 由乳白色变为浅绿色, 继续超声反应, 直至体系呈现墨绿色粘稠状液体 ; 撤去超声环境, 反 应终止。超声环境为在功率 500W 的超声波下, 反应 30 ~ 50min。 (4) 体系破乳
     将墨绿色粘稠液体倾入质量浓度 85%的甲醇溶液中, 电磁搅拌 10min, 室温静置 30min, 使聚苯胺 / 坡缕石复合物沉降。
     (5) 后处理
     将沉降的复合物减压抽滤, 用甲醇、 三次水洗涤数次, 得到墨绿色滤饼 ; 然后将滤 饼在真空条件下, 于 50℃干燥 48h, 研磨粉碎, 过 300 目筛, 得到墨绿色粉体, 即为聚苯胺 / 坡缕石纳米导电复合材料。
     经检测, 复合材料的电阻率为 38.3Ω·cm。
     实施例五
     (1) 改性坡缕石浆料的制备
     将坡缕石、 表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵及蒸馏水按 1 ∶ 2 ∶ 300 的质量比 混合, 先电磁搅拌 10min, 然后置于超声分散仪中超声分散 30min, 再电磁搅拌 8h ; 最后离 心, 洗涤, 干燥, 粉碎, 得到有机改性的坡缕石纳米级颗粒。 再将有机改性的坡缕石纳米颗粒 配制成质量浓度 5%的坡缕石浆料。
     (2) 反相乳液体系的形成
     将十二烷基苯磺酸, 甲苯, 水, 苯胺按 1 ∶ 100 ∶ 10 ∶ 0.5 的摩尔比加入三颈烧瓶 中, 置于超声分散仪中, 超声分散 10min, 形成稳定乳胶粒的反相乳液体系。
     (3) 引发聚合
     将上述制备的坡缕石浆料加入到反相乳液体系中 ( 其中苯胺与坡缕石的质量比 为 1 ∶ 4) 超声分散均匀 ; 降低体系温度至 0℃, 加入过硫酸铵溶液 ( 过硫酸铵溶液的质量 浓度为 25%, 过硫酸铵的摩尔量为苯胺的 1 倍 ; 滴加速度控制在 0.05mL/s) ; 将混合体系置 于超声分散仪中, 控制体系温度在 15℃, 使坡缕石与苯胺在超声环境下聚合 ; 体系的颜色 由乳白色变为浅绿色, 继续超声反应, 直至体系呈现墨绿色粘稠状液体 ; 撤去超声环境, 反
     应终止。超声环境为在功率 500W 的超声波下, 反应 30 ~ 50min。
     (4) 体系破乳
     将墨绿色粘稠液体倾入浓度为 80 %的甲醇溶液中, 电磁搅拌 10min, 室温静置 30min, 使聚苯胺 / 坡缕石复合物沉降。
     (5) 后处理
     将沉降的复合物减压抽滤, 用甲醇、 三次水洗涤数次, 得到墨绿色滤饼 ; 然后将滤 饼在真空条件下, 于 50℃干燥 48h, 研磨粉碎, 过 300 目筛, 得到墨绿色粉体, 即为聚苯胺 / 坡缕石纳米导电复合材料。
     经检测, 复合材料的电阻率为 90Ω·cm。
     实施例六
     (1) 改性坡缕石浆料的制备
     将坡缕石、 表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵及蒸馏水按 1 ∶ 2 ∶ 300 的质量比 混合, 先电磁搅拌 10min, 然后置于超声分散仪中超声分散 30min, 再电磁搅拌 8h ; 最后离 心, 洗涤, 干燥, 粉碎, 制成有机改性的坡缕石纳米级颗粒。 再将有机改性的坡缕石纳米级颗 粒配制成质量浓度 6%的坡缕石浆料。
     (2) 反相乳液体系的形成
     将十二烷基苯磺酸, 甲苯, 水, 苯胺按 1 ∶ 300 ∶ 25 ∶ 0.5 的摩尔比加入三颈烧瓶 中, 置于超声分散仪中, 超声分散 10min, 形成稳定乳胶粒的反相乳液体系。
     (3) 引发聚合
     将坡缕石浆料加入到所述反相乳液体系中 ( 其中苯胺与坡缕石的质量比为 1 ∶ 5) 超声分散均匀 ; 降低体系温度至 0 ℃, 加入过硫酸铵溶液 ( 过硫酸铵溶液的质量浓度为 30%, 过硫酸铵的摩尔量为苯胺的 2 倍 ; 滴加速度控制在 0.1mL/s) ; 将混合体系置于超声分 散仪中, 控制体系温度在 0 ~ 20℃, 使坡缕石与苯胺在超声环境下聚合 ; 体系的颜色由乳白 色变为浅绿色, 继续超声反应, 直至体系呈现墨绿色粘稠状液体 ; 撤去超声环境, 反应终止。 超声环境为在功率 500W 的超声波下, 反应 30 ~ 50min。
     (4) 体系破乳
     将墨绿色粘稠液体倾入质量浓度为 75%甲醇溶液中, 电磁搅拌 10min, 室温静置 30min, 使聚苯胺 / 坡缕石复合物沉降。
     (5) 后处理
     将沉降的复合物减压抽滤, 用甲醇、 三次水洗涤数次, 得到墨绿色滤饼 ; 然后将滤 饼在真空条件下, 于 50℃干燥 48h, 研磨粉碎, 过 300 目筛, 得到墨绿色粉体, 即为聚苯胺 / 坡缕石纳米导电复合材料。
     经检测, 复合材料的电阻率为 350Ω·cm。
     实施例七
     (1) 改性坡缕石浆料的制备
     将坡缕石、 表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵及蒸馏水按 1 ∶ 2 ∶ 300 的质量比 混合, 先电磁搅拌 10min, 然后置于超声分散仪中超声分散 30min, 再电磁搅拌 8h ; 最后离 心, 洗涤, 干燥, 粉碎, 制成有机改性的坡缕石纳米级颗粒。 再将有机改性的坡缕石纳米级颗 粒配制成质量浓度 7%的坡缕石浆料。(2) 反相乳液体系的形成
     将十二烷基苯磺酸, 甲苯, 水, 苯胺按 1 ∶ 400 ∶ 30 ∶ 0.5 的摩尔比加入三颈烧瓶 中, 置于超声分散仪中, 超声分散 10min, 形成稳定乳胶粒的反相乳液体系。
     (3) 引发聚合
     将上述制备的坡缕石浆料加入到反相乳液体系中 ( 其中苯胺与坡缕石的质量比 为 1 ∶ 7) 超声分散均匀 ; 降低体系温度至 0℃, 加入过硫酸铵溶液 ( 过硫酸铵溶液的质量 浓度为 30%, 过硫酸铵的摩尔量为苯胺的 3 倍 ; 滴加速度控制在 0.1mL/s) ; 将混合体系置 于超声分散仪中, 控制体系温度在 0 ~ 25℃, 使坡缕石与苯胺在超声环境下聚合 ; 体系的颜 色由乳白色变为浅绿色, 继续超声反应, 直至体系呈现墨绿色粘稠状液体 ; 撤去超声环境, 反应终止。超声环境为在功率 500W 的超声波下, 反应 30 ~ 50min。
     (4) 体系破乳
     将墨绿色粘稠液体倾入浓度为 75 %的甲醇溶液中, 电磁搅拌 10min, 室温静置 30min, 使聚苯胺 / 坡缕石复合物沉降。
     (5) 后处理
     将沉降的复合物减压抽滤, 用甲醇、 三次水洗涤数次, 得到墨绿色滤饼 ; 然后在真 空条件下, 于 50℃干燥 48h, 研磨粉碎, 过 300 目筛, 得到墨绿色粉体, 即为聚苯胺 / 坡缕石 纳米导电复合材料。
     经检测, 复合材料的电阻率为 980Ω·cm。

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1、10申请公布号CN101935451A43申请公布日20110105CN101935451ACN101935451A21申请号201010248017022申请日20100806C08L79/02200601C08G73/02200601C08K9/04200601C08K3/34200601H01B1/1220060171申请人西北师范大学地址730070甘肃省兰州市安宁区安宁东路967号72发明人雷自强许剑张哲王忠超常迎武战翠马恒昌74专利代理机构甘肃省知识产权事务中心62100代理人张英荷54发明名称反相乳液法制备聚苯胺/坡缕石纳米导电复合材料的方法57摘要本发明提供了一种利用超声协助反。

2、相乳液法制备聚苯胺/坡缕石纳米复合材料的方法。本发明采用反相乳液聚合成核机理,在超声环境协助下,快速合成了具有较高的电导率和优异的热稳定性的聚苯胺/坡缕石纳米复合材料。本发明制备的聚苯胺/坡缕石纳米导电复合材料,结构为由聚苯胺包覆坡缕石的核壳结构,其外貌形状呈棒状;具有良好的导电率和热稳定性能,经测定,电阻率为1103CM,在工程材料领域有很大的应用前景。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书8页附图2页CN101935451A1/1页21反相乳液法制备聚苯胺/坡缕石纳米导电复合材料的方法,包括以下工艺步骤1改性坡缕石浆料的制备将坡缕石、十六烷基三甲。

3、基溴化铵及蒸馏水按10510012300的质量比混合,搅拌分散820H,洗涤、离心、烘干、粉碎,得到改性坡缕石纳米级颗粒;再将改性坡缕石纳米级颗粒配制成质量浓度17的坡缕石浆料;2反相乳液体系的形成将十二烷基苯磺酸、甲苯、水及苯胺按112010051500501的摩尔比在反应器中混合,超声分散,形成稳定乳胶粒的反相乳液体系;3引发聚合将所述改性坡缕石浆料加入到所述反相乳液体系中,超声分散均匀;降低体系温度至05,加入过硫酸铵溶液;控制体系温度在025,在超声环境下使坡缕石与苯胺聚合;体系的颜色由乳白色变为浅绿色,继而呈现墨绿色粘稠状液体;所述苯胺与坡缕石的质量比为10517;所述过硫酸铵的用量。

4、为苯胺摩尔量的0525倍;过硫酸铵溶液的滴加速度为01ML/S0025ML/S;4体系破乳将墨绿色粘稠状液体加入到质量浓度6090的甲醇溶液中,搅拌1030MIN,室温静置,使聚苯胺/坡缕石复合物沉降;5后处理将沉降的复合物减压抽滤,用甲醇、水洗涤,得到墨绿色滤饼;滤饼在真空条件下,于4050干燥2448H,研磨,过300目筛,得到墨绿色粉体,即为聚苯胺/坡缕石纳米导电复合材料。2如权利要求1所述反相乳液法制备聚苯胺/坡缕石纳米导电复合材料的方法,其特征在于步骤3所述超声环境为在功率为100W600W的超声波下,反应3050MIN。3如权利要求1所述反相乳液法制备聚苯胺/坡缕石纳米导电复合材料。

5、的方法,其特征在于步骤3所述过硫酸铵溶液的质量浓度为1530。4如权利要求1所述反相乳液法制备的聚苯胺/坡缕石纳米导电复合材料,其结构为由聚苯胺包覆坡缕石的核壳结构;其外貌形状呈棒状。权利要求书CN101935451A1/8页3反相乳液法制备聚苯胺/坡缕石纳米导电复合材料的方法技术领域0001本发明属于高分子导电材料领域,涉及一种聚苯胺/坡缕石纳米复合材料的制备方法,尤其涉及一种利用超声协助反相乳液法制备聚苯胺/坡缕石纳米复合材料的方法。背景技术0002在众多的导电高分子材料中,聚苯胺由于具有较高的电导率,结构的多样性,独特的掺杂机理,良好的热稳定性、化学稳定性和电化学可逆性,优良的电磁波吸收。

6、性能,潜在的溶液和熔融加工性能,加之原料易得,合成方法简单,以及广泛的技术应用前景,成为现在研究进展最快的导电高分子材料之一。但是,由于聚苯胺分子链有很强的共轭性,使其成为难溶、难熔的高分子聚合物,并且综合力学性能和流变性能差等缺点,限制了它在各个领域的大规模广泛应用。因此,对聚苯胺结构本身进行改性,以瓦解聚苯胺大分子链间的作用力,获得易溶性导电聚苯胺具有特殊的意义。近年来,通过对聚苯胺复合改性技术来克服其加工性能差的缺点,获得了具有多种功能的复合材料,这些复合材料广泛应用于电池材料、传感器、二极管、电导、磁导、静电屏蔽、微波吸收、金属防腐等领域。0003当前,把无机纳米颗粒包裹进聚苯胺的壳中。

7、成为纳米复合材料中最为流行和有趣的一个研究方向。大量不同种类的纳米颗粒,如金属纳米颗粒,碳纳米管,氧化物纳米颗粒或纳米带,硫酸盐纳米颗粒,氯化银,以及粘土等,在经过表面改性之后,被成功的包裹于导电聚合物中作为中间核,从而产生了大量核壳结构的聚苯胺/无机纳米导电复合材料。通过复合,得到了结合基材独特性能和聚苯胺的导电性于一身的新型功能材料,并且简化了聚苯胺产品的后处理工序,减少了能量和化合物的消耗,从而降低了聚苯胺材料的生产成本,减少了对环境的污染。0004聚苯胺/无机纳米复合材料的制备方法有化学原位氧化聚合法,常规乳液聚合法,电化学合成法,紫外辐照法,化学沉积法等。目前大规模制备主要是靠化学原。

8、位氧化聚合,并通常采用乳液聚合法,但乳化效果不好,反应速率慢,获得聚苯胺/无机纳米复合材料的电导率较低,热稳定性较差等。0005坡缕石是最近引起注意的一种新型无机高分子载体,它是一种层链状结构的含水富镁铝硅酸粘土矿物。其单晶多为针状,纤维状,晶体直径约2080纳米,长约055微米,晶体内有与其长度方向一致的孔径为032073纳米的微孔,晶体之间有形状不规则纳米微米级微孔,属于典型的天然纳米亚微米矿物纤维。同其他粘土矿物相比,坡缕石具有较大的比表面积,较强的吸附性;密度低,颜色浅,与高分子复合后不会严重影响重量和透明性;硬度为225,容易加工成纳米微米级颗粒,其多孔中空结构为化学改性和材料复合创。

9、造了条件。发明内容0006本发明的目的是为了克服现有技术存在的不足,提供一种利用超声协助反相乳液法制备聚苯胺/坡缕石纳米复合材料的方法。说明书CN101935451A2/8页40007本发明反相乳液法制备聚苯胺/坡缕石纳米导电复合材料的方法,包括以下工艺步骤00081改性坡缕石浆料的制备将坡缕石、十六烷基三甲基溴化铵及蒸馏水按10510012300的质量比混合,搅拌分散820H,洗涤、离心、烘干、粉碎,得到有机化改性的坡缕石纳米级颗粒;再将有机改性的坡缕石纳米级颗粒配制成质量浓度17的坡缕石浆料。00092反相乳液体系的形成将十二烷基苯磺酸、甲苯、水及苯胺按112010051500501的摩尔。

10、比在反应器中混合,超声分散,形成稳定乳胶粒的反相乳液体系。00103引发聚合将所述制备的改性坡缕石浆料加入到所述反相乳液体系中,超声分散均匀;降低体系温度至05,加入过硫酸铵溶液;控制体系温度在025,在超声环境下使坡缕石与苯胺聚合;体系的颜色由乳白色变为浅绿色,继而呈现墨绿色粘稠状液体。0011所述苯胺与坡缕石的质量比为10517。0012所述过硫酸铵的用量为苯胺摩尔量的0525倍;过硫酸铵溶液的质量浓度为1530;过硫酸铵溶液的滴加速度为005ML/S0025ML/S。0013所述超声环境为在功率为100W600W的超声波下,反应3050MIN。00144体系破乳将墨绿色粘稠液体加入到质量。

11、浓度6090的甲醇溶液中,搅拌1030MIN,室温静置,使聚苯胺/坡缕石复合物沉降。00155后处理将沉降的复合物减压抽滤,用甲醇、水洗涤,得到墨绿色滤饼;滤饼在真空条件下,于4050干燥2448H,研磨过300目筛,得到墨绿色粉体,即为聚苯胺/坡缕石纳米导电复合材料。0016下面通过红外谱图、电镜扫描、热重分析等,对本发明制备的聚苯胺/坡缕石纳米导电复合材料的结构、性能做具体说明。00171、红外光谱图0018图1为本发明制备的聚苯胺/坡缕石纳米导电复合材料的红外光谱图。曲线A代表的是聚苯胺/坡缕石复合材料,B代表的是坡缕石。从红外图谱分析可知,A谱图在1579CM1和1489CM1处出现了。

12、聚苯胺的特征吸收峰,分别是苯环碳碳双键和醌环碳碳双键振动吸收峰。并且在A图谱中1030CM1也出现了坡缕石硅氧键的特征吸收峰。这表明聚苯胺/坡缕石导电纳米复合材料成功合成。00192、热重分析0020图2为本发明制备的聚苯胺/坡缕石纳米导电复合材料的热重曲线。曲线A代表的是有机化的坡缕石,F代表的是纯聚苯胺,B、C、D、E分别代表的是添加了不同百分含量坡缕石坡缕石的含量分别为7、5、3、1的聚苯胺/坡缕石纳米复合材料的热重分析曲线。分析热重曲线可知,坡缕石/聚苯胺复合物的热稳定性较纯聚苯胺有较大提高,而且,复合材料中,随着复合材料中坡缕石含量的增加,复合材料相对应阶段的热分解温度有所升高,即热。

13、稳定性提高。00213、电镜扫描0022图3为本发明制备的聚苯胺/坡缕石纳米导电复合材料的电镜扫描图。图A是聚说明书CN101935451A3/8页5苯胺的电镜扫描图,图B是聚苯胺/坡缕石复合材料的电镜扫描图。从图A可以看出,聚苯胺呈现球状,其直径大小分布在20NM30NM之间。从图B可以看出,复合材料的外貌形状呈棒状,其结构为由聚苯胺包覆坡缕石的核壳结构。00234、导电性能0024通过四探针电位测试仪测定聚苯胺/坡缕石纳米导电复合材料的导电率。具体方法为取一定量产品通过压片机,在30KPA下压成厚度小于4MM,直径为13MM的圆片。按下列公式计算聚苯胺/坡缕石纳米导电复合材料的电阻率。测试。

14、结果见表1。0025IFD/SFW/SWFSP10N0026V/IFD/SFW/SWFSP10N00271/0028其中,I1,4探针流过的电流值0029D样品圆片直径0030W样品圆片厚度0031S平均探针间距0032电阻率0033V2,3探针间的电压值0034FD/S样品直径修正因子0035FW/S样品厚度修正因子0036FSP探针间距修正因子0037表1产品电阻率0038所制备材料纯聚苯胺1坡缕石3坡缕石5坡缕石7坡缕石电阻率/CM115875199350039通过表1我们得知,复合材料的电阻率随着坡缕石含量的增加而增加。大量实验证明,当坡缕石在复合材料中的含量为15时,复合材料均具有良。

15、好的导电性能。0040本发明相对于现有技术具有以下优点00411、本发明采用反相乳液的成核机理,在聚合反应开始阶段产生大量的聚合反应活化中心,加速引发聚合,促使在每个胶束核内苯胺能够更好地在有机化的坡缕石表面聚合包裹,进而形成聚苯胺的连续相,提高了复合材料的电导率和热稳定性。经测定,本发明制备的聚苯胺/坡缕石纳米复合材料的电阻率为1103CM,在工程材料领域有很大的应用前景。00422、本发明提供了一个具有高聚合速率和高相对分子量的聚合体系,并采用水溶性引发剂,有效提高了聚合速率,缩短了聚合时间,降低了聚合成本。00433、在超声环境的协助下,胶束核能得到更好的分散,大大提高了乳化速度和效果,。

16、促使反应体系更加稳定,进一步提高了聚合速度。说明书CN101935451A4/8页6附图说明0044图1为本发明聚苯胺/坡缕石纳米导电复合材料的红外光谱图0045图2为本发明聚苯胺/坡缕石纳米导电复合材料的热重曲线0046图3为本发明聚苯胺/坡缕石纳米导电复合材料的电镜扫描图具体实施方式0047实施例一00481改性坡缕石浆料的制备0049将坡缕石、表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵及蒸馏水按105300的质量比混合,先电磁搅拌10MIN,然后超声分散30MIN,再电磁搅拌8H;最后离心,洗涤,干燥,粉碎,制成有机改性的坡缕石纳米级颗粒。再将有机改性的坡缕石坡纳米级颗粒配制成质量浓度15的坡缕石浆。

17、料。00502反相乳液体系的形成0051将十二烷基苯磺酸,甲苯,水,苯胺按1120101的摩尔比加入三颈烧瓶中,然后超声分散10MIN,形成稳定乳胶粒的反相乳液体系。00523引发聚合0053将上述制备的改性坡缕石浆料加入到反相乳液体系中其中苯胺与坡缕石的质量比为105超声分散均匀;降低体系温度至0,加入过硫酸铵溶液过硫酸铵溶液的质量浓度为15,过硫酸铵的摩尔量为苯胺的1倍;滴加速度控制在005ML/S;将混合体系置于超声分散仪中,控制体系温度在15,使坡缕石与苯胺在超声波下聚合;体系的颜色由乳白色变为浅绿色,继续超声反应,直至体系呈现墨绿色粘稠状液体;撤去超声环境,反应终止。超声环境为在功率。

18、500W的超声波下,反应3050MIN。00544体系破乳0055将墨绿色粘稠液体加入到质量浓度为70的甲醇溶液中,电磁搅拌10MIN,室温静置30MIN,使聚苯胺/坡缕石复合物沉降。00565后处理0057将沉降的复合物减压抽滤,用甲醇、三次水洗涤数次,得到墨绿色滤饼;然后将滤饼在真空条件下,于50干燥48H,研磨粉碎,研磨过300目筛,得到墨绿色粉体,即为聚苯胺/坡缕石纳米导电复合材料。0058经检测,复合材料的电阻率为12CM。0059实施例二00601改性坡缕石浆料的制备0061将坡缕石,表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵及蒸馏水按11300的质量比混合,先电磁搅拌10MIN,然后置于超声。

19、分散仪中超声分散30MIN,再电磁搅拌8H;最后离心,洗涤,干燥,粉碎,得到有机改性的坡缕石纳米级颗粒。再将有机改性的坡缕石纳米级颗粒配制成质量浓度2的坡缕石浆料。00622反相乳液体系的形成0063将十二烷基苯磺酸,甲苯,水,苯胺按1110101的摩尔比加入三颈烧瓶中,超声分散15MIN,形成稳定乳胶粒的反相乳液体系。说明书CN101935451A5/8页700643引发聚合0065将上述制备的坡缕石浆料加入到反相乳液体系中其中苯胺与坡缕石的质量比为11超声分散均匀;降低体系温度至0,加入过硫酸铵溶液过硫酸铵溶液的质量浓度为19,过硫酸铵的摩尔量为苯胺的12倍;滴加速度控制在01ML/S;将。

20、混合体系置于超声分散仪中,控制体系温度在15,使坡缕石与苯胺在超声波下聚合;体系的颜色由乳白色变为浅绿色,继续超声反应,直至体系呈现墨绿色粘稠状液体;撤去超声环境,反应终止。超声环境为在功率500W的超声波下,反应3050MIN。00664体系破乳0067将墨绿色粘稠液体加入质量浓度为80的甲醇溶液中,电磁搅拌15MIN,室温静置30MIN,使聚苯胺/坡缕石复合物沉降。00685后处理0069将沉降的复合物减压抽滤,用甲醇、三次水洗涤数次,得到墨绿色滤饼;然后将滤饼在真空条件下,于50干燥48H,研磨粉碎,得到墨绿色粉体,即为聚苯胺/坡缕石纳米导电复合材料。0070经测定,复合材料的电阻率为1。

21、5CM。0071实施例三00721改性坡缕石浆料的制备0073将坡缕石、表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵及蒸馏水按11300的质量比混合,先电磁搅拌10MIN,然后置于超声分散仪中超声分散30MIN,再电磁搅拌8H;最后离心,洗涤,干燥,粉碎,得到有机改性的坡缕石纳米级颗粒。再将有机改性的坡缕石纳米级颗粒配制成质量浓度3的坡缕石浆料。00742反相乳液体系的形成0075将十二烷基苯磺酸,甲苯,水,苯胺按1150151的摩尔比加入三颈烧瓶中,置于超声分散仪中,超声分散10MIN,形成稳定乳胶粒的反相乳液体系。00763引发聚合0077将上述制备的坡缕石浆料加入到所述反相乳液体系中其中苯胺与坡缕石的。

22、质量比为12超声分散均匀;降低体系温度至0,加入过硫酸铵溶液过硫酸铵溶液的质量浓度为20,过硫酸铵的摩尔量为苯胺的15倍;滴加速度控制在01ML/S;将混合体系置于超声分散仪中,控制体系温度在10左右,使坡缕石与苯胺在超声环境下聚合;体系的颜色由乳白色变为浅绿色,继续超声,直至体系呈现墨绿色粘稠状液体;撤去超声环境,反应终止。超声环境为在功率500W的超声波下,反应3050MIN。00784体系破乳0079将墨绿色粘稠液体倾入质量浓度为80的甲醇溶液中,电磁搅拌15MIN,室温静置40MIN,使聚苯胺/坡缕石复合物沉降。00805后处理0081将沉降的复合物减压抽滤,用甲醇、三次水洗涤数次,得。

23、到墨绿色滤饼;然后将滤饼在真空条件下,于50干燥48H,研磨粉碎,过300目筛,得到墨绿色粉体,即为聚苯胺/坡缕石纳米导电复合材料。0082经检测,复合材料的电阻率为89CM。说明书CN101935451A6/8页80083实施例四00841改性坡缕石浆料的制备0085将坡缕石、表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵及蒸馏水按115300的质量比混合,先电磁搅拌10MIN,然后置于超声分散仪中超声分散30MIN,再电磁搅拌8H;最后离心,洗涤,干燥,粉碎,得到有机改性的坡缕石纳米颗粒。再将有机改性的坡缕石纳米颗粒配制成质量浓度35的坡缕石浆料。00862反相乳液体系的形成0087将十二烷基苯磺酸,甲苯。

24、,水,苯胺按1130251的摩尔比加入三颈烧瓶中,置于超声分散仪中,超声分散10MIN,形成稳定乳胶粒的反相乳液体系。00883引发聚合0089将上述坡缕石浆料加入到反相乳液体系中其中苯胺与坡缕石的质量比为13超声分散均匀;降低体系温度至0,加入过硫酸铵溶液过硫酸铵溶液的质量浓度为20,过硫酸铵的摩尔量为苯胺的15倍;滴加速度控制在005ML/S;将混合体系置于超声分散仪中,控制体系温度在1025,使坡缕石与苯胺在超声环境下聚合;体系的颜色由乳白色变为浅绿色,继续超声反应,直至体系呈现墨绿色粘稠状液体;撤去超声环境,反应终止。超声环境为在功率500W的超声波下,反应3050MIN。00904体。

25、系破乳0091将墨绿色粘稠液体倾入质量浓度85的甲醇溶液中,电磁搅拌10MIN,室温静置30MIN,使聚苯胺/坡缕石复合物沉降。00925后处理0093将沉降的复合物减压抽滤,用甲醇、三次水洗涤数次,得到墨绿色滤饼;然后将滤饼在真空条件下,于50干燥48H,研磨粉碎,过300目筛,得到墨绿色粉体,即为聚苯胺/坡缕石纳米导电复合材料。0094经检测,复合材料的电阻率为383CM。0095实施例五00961改性坡缕石浆料的制备0097将坡缕石、表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵及蒸馏水按12300的质量比混合,先电磁搅拌10MIN,然后置于超声分散仪中超声分散30MIN,再电磁搅拌8H;最后离心,洗涤。

26、,干燥,粉碎,得到有机改性的坡缕石纳米级颗粒。再将有机改性的坡缕石纳米颗粒配制成质量浓度5的坡缕石浆料。00982反相乳液体系的形成0099将十二烷基苯磺酸,甲苯,水,苯胺按11001005的摩尔比加入三颈烧瓶中,置于超声分散仪中,超声分散10MIN,形成稳定乳胶粒的反相乳液体系。01003引发聚合0101将上述制备的坡缕石浆料加入到反相乳液体系中其中苯胺与坡缕石的质量比为14超声分散均匀;降低体系温度至0,加入过硫酸铵溶液过硫酸铵溶液的质量浓度为25,过硫酸铵的摩尔量为苯胺的1倍;滴加速度控制在005ML/S;将混合体系置于超声分散仪中,控制体系温度在15,使坡缕石与苯胺在超声环境下聚合;体。

27、系的颜色由乳白色变为浅绿色,继续超声反应,直至体系呈现墨绿色粘稠状液体;撤去超声环境,反说明书CN101935451A7/8页9应终止。超声环境为在功率500W的超声波下,反应3050MIN。01024体系破乳0103将墨绿色粘稠液体倾入浓度为80的甲醇溶液中,电磁搅拌10MIN,室温静置30MIN,使聚苯胺/坡缕石复合物沉降。01045后处理0105将沉降的复合物减压抽滤,用甲醇、三次水洗涤数次,得到墨绿色滤饼;然后将滤饼在真空条件下,于50干燥48H,研磨粉碎,过300目筛,得到墨绿色粉体,即为聚苯胺/坡缕石纳米导电复合材料。0106经检测,复合材料的电阻率为90CM。0107实施例六01。

28、081改性坡缕石浆料的制备0109将坡缕石、表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵及蒸馏水按12300的质量比混合,先电磁搅拌10MIN,然后置于超声分散仪中超声分散30MIN,再电磁搅拌8H;最后离心,洗涤,干燥,粉碎,制成有机改性的坡缕石纳米级颗粒。再将有机改性的坡缕石纳米级颗粒配制成质量浓度6的坡缕石浆料。01102反相乳液体系的形成0111将十二烷基苯磺酸,甲苯,水,苯胺按13002505的摩尔比加入三颈烧瓶中,置于超声分散仪中,超声分散10MIN,形成稳定乳胶粒的反相乳液体系。01123引发聚合0113将坡缕石浆料加入到所述反相乳液体系中其中苯胺与坡缕石的质量比为15超声分散均匀;降低体系温。

29、度至0,加入过硫酸铵溶液过硫酸铵溶液的质量浓度为30,过硫酸铵的摩尔量为苯胺的2倍;滴加速度控制在01ML/S;将混合体系置于超声分散仪中,控制体系温度在020,使坡缕石与苯胺在超声环境下聚合;体系的颜色由乳白色变为浅绿色,继续超声反应,直至体系呈现墨绿色粘稠状液体;撤去超声环境,反应终止。超声环境为在功率500W的超声波下,反应3050MIN。01144体系破乳0115将墨绿色粘稠液体倾入质量浓度为75甲醇溶液中,电磁搅拌10MIN,室温静置30MIN,使聚苯胺/坡缕石复合物沉降。01165后处理0117将沉降的复合物减压抽滤,用甲醇、三次水洗涤数次,得到墨绿色滤饼;然后将滤饼在真空条件下,。

30、于50干燥48H,研磨粉碎,过300目筛,得到墨绿色粉体,即为聚苯胺/坡缕石纳米导电复合材料。0118经检测,复合材料的电阻率为350CM。0119实施例七01201改性坡缕石浆料的制备0121将坡缕石、表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵及蒸馏水按12300的质量比混合,先电磁搅拌10MIN,然后置于超声分散仪中超声分散30MIN,再电磁搅拌8H;最后离心,洗涤,干燥,粉碎,制成有机改性的坡缕石纳米级颗粒。再将有机改性的坡缕石纳米级颗粒配制成质量浓度7的坡缕石浆料。说明书CN101935451A8/8页1001222反相乳液体系的形成0123将十二烷基苯磺酸,甲苯,水,苯胺按14003005的摩尔。

31、比加入三颈烧瓶中,置于超声分散仪中,超声分散10MIN,形成稳定乳胶粒的反相乳液体系。01243引发聚合0125将上述制备的坡缕石浆料加入到反相乳液体系中其中苯胺与坡缕石的质量比为17超声分散均匀;降低体系温度至0,加入过硫酸铵溶液过硫酸铵溶液的质量浓度为30,过硫酸铵的摩尔量为苯胺的3倍;滴加速度控制在01ML/S;将混合体系置于超声分散仪中,控制体系温度在025,使坡缕石与苯胺在超声环境下聚合;体系的颜色由乳白色变为浅绿色,继续超声反应,直至体系呈现墨绿色粘稠状液体;撤去超声环境,反应终止。超声环境为在功率500W的超声波下,反应3050MIN。01264体系破乳0127将墨绿色粘稠液体倾入浓度为75的甲醇溶液中,电磁搅拌10MIN,室温静置30MIN,使聚苯胺/坡缕石复合物沉降。01285后处理0129将沉降的复合物减压抽滤,用甲醇、三次水洗涤数次,得到墨绿色滤饼;然后在真空条件下,于50干燥48H,研磨粉碎,过300目筛,得到墨绿色粉体,即为聚苯胺/坡缕石纳米导电复合材料。0130经检测,复合材料的电阻率为980CM。说明书CN101935451A1/2页11图1图2说明书附图CN101935451A2/2页12图3说明书附图。

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