Pickering乳液模板法制备pH响应型双重防腐蚀功能微胶囊

首先以SiO_2纳米粒子作为Pickering乳化剂稳定含有苯胺、甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)和1,6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)的油相;然后以紫外光引发GMA和HDDA聚合,在油水界面快速形成聚甲基丙烯酸缩水甘油酯(PGMA)壳层;最后加入过硫酸铵引发苯胺在油水界面的化学氧化聚合形成聚苯胺(PANI)壳层,从而得到PGMA@PANI微胶囊。该微胶囊具有复合壳层结构,PGMA壳层可以稳定乳液滴形貌并提高微胶囊韧性,PANI壳层赋予微胶囊防腐及pH响应释放性能。在PGMA@PANI微胶囊内部负载缓蚀剂2-巯基苯并噻唑(MBT)后形成的MBT-PGMA@PANI微胶囊具备双重防腐蚀功能。电化学阻抗谱测试研究表明将MBTPGMA@PANI微胶囊添加到环氧树脂涂层中可显著提高涂层的防腐蚀性能。     

基于聚苯胺微胶囊的双重自修复防腐涂层

将乳液模板法、光聚合法以及苯胺的界面聚合相结合制备了负载亚麻籽油的聚苯胺微胶囊,并将微胶囊与水性环氧树脂涂层相结合来构筑了具有优异光热转化能力的双重自修复防腐涂层.当涂层受损后,微胶囊中的自修复剂亚麻籽油释放出来,对涂层进行修复;在近红外光(NIR)的照射下,聚苯胺可以有效地吸收光能并将其转化为热能,使涂层的温度高于其玻璃化转变温度,涂层破损处实现愈合.聚苯胺微胶囊的加入不仅赋予涂层优异的自修复能力,而且大大增强了其防腐能力.涂层的表面形貌、电化学与盐雾测试结果表明,聚苯胺微胶囊添加量为10%的涂层在NIR照射3 s内,可以实现快速闭合,恢复了其阻隔性能.此外,在300 h的盐雾测试后,涂层未产生任何的腐蚀产物,而纯涂层可以明显看到腐蚀现象.这种双重自修复防腐涂层的超快响应时间和高愈合效率以及优异的防腐性能具有潜在的应用价值.     

核—壳结构聚丙烯酸酯—聚氨酯微乳液膜的相行为

用动态力学、红外光谱和差热分析方法研究了非交联核－壳结构聚丙烯酸酯－聚氨酯（ＰＡＣ－ＰＵ）微乳液膜的相行为．结果表明：核壳间的氢键增强了壳层软硬段间的相分离，同时破坏了硬段相中的短程有序结构，但增强了核壳相容性     

原位聚合法制备PANI/PET导电织物及其性能分析

在聚酯纤维基材及其织物表面,原位聚合形成厚度约1~2μm聚苯胺包覆层,制得聚苯胺(PANI)/聚酯(PET)导电织物.PANI层优异的导电性能使之成为有广阔发展前景的柔性电磁屏蔽材料.正交试验分析研究了苯胺单体浓度、氧化剂:苯胺摩尔比、掺杂酸浓度、反应时间对PANI包覆层外观形态、与基体结合牢度以及导电性的影响.实验表明:在经适当前处理的PET基材表面,以苯胺单体浓度为0.25mol/L、氧化剂与苯胺摩尔比为1∶1、掺杂酸浓度0.5 mol/L、反应时间60 min、反应温度为0~20℃时制备的PANI/PET导电织物方阻最小,导电性最好;掺杂酸酸性越强,导电性越好.SEM、FTIR及XRD测试表明涤纶织物表面有均匀连续的聚苯胺膜存在.分析表明聚苯胺分子链中氧化结构与还原结构含量基本相等,说明聚苯胺渗入纤维内部,使纤维无定形区面积增加,结晶度减小.     

聚苯胺负载纳米金催化剂的制备及其催化性能研究综合实验设计

将科研课题“聚苯胺负载纳米金催化剂的制备及其催化性能研究”设计成应用化学专业综合实验,将科研课题的创新性和教学可行性有机结合,以推进创新型人才的培养。实验以苯胺单体（ANI）为原料,以过硫酸铵（APS）为氧化剂,制备聚苯胺（PANI）载体。采用金胶负载法、PANI原位还原法、ANI原位还原法三种载金方式分别制备PANI负载纳米金催化剂,并以Na BH₄存在条件下,对硝基酚（4-NP）还原制备对氨基酚反应（4-AP）为探针评价催化剂的催化性能。实验内容多学科交叉融合,涉及催化剂的制备、催化剂的结构表征、催化剂的活性评价等多种内容。通过本次实验,学生可以经历催化学科科学研究的全过程,掌握催化材料的制备方法,并熟练运用红外光谱（FT-IR）、紫外光谱（UV-Vis）、X射线衍射光谱（XRD）等大型设备对所制备催化材料进行分析,进而激发学生的学习兴趣,提高学生的科研素养。     

氧化石墨掺杂的电化学活性自支撑聚苯胺膜

以氧化石墨（GO）为掺杂剂和模板,采用化学原位聚合法并通过调节苯胺单体和氧化石墨的质量比,合成了层状结构的聚苯胺/氧化石墨(PANI/GO)层状结构的自支撑膜。SEM和XRD研究表明,当苯胺单体与GO的质量比为67:1时,PANI/GO复合材料具有层间距~1.36 nm的层状结构,证实 GO的模板功能。XPS和FTIR研究表明PANI/GO复合材料中的典型的聚苯胺的掺杂态,进一步证实GO的掺杂功能。此外,电化学和热失重测量表明PANI/GO层状结构的自支撑膜呈现良好的热稳定性和高电化学活性.     

两亲性杂壳聚合物粒子的高效制备及以其作为模板合成金纳米簇合物

将等质量的嵌段聚合物聚乙烯基萘聚丙烯酸和聚氧化乙烯聚丙烯酸（P2VN-b-PAA和PEO-b-PAA）溶解于N,N′-二甲基甲酰胺(DMF)中,加入小分子二元胺（1,2-丙二胺,PDA）,制备出均匀的两亲性杂壳聚合物纳米粒子(MSNPs)。 该粒子以PEO和P2VN混合嵌段为壳层,非共价键交联的PAA嵌段为核,在水相及有机相中均可稳定分散,具有典型的两亲性特点。 扫描电子显微镜和光散射测试结果表明,该杂壳聚合物粒子(MSNPs)的粒径在300 nm左右,分布较均匀,并显示出壳层可塌缩变形的疏松核（软粒子）特征。 以该聚合物粒子(MSNPs)为模板,可以方便制备出金纳米粒子簇合物。     

三元复合材料PANI／Ag／MWNT的电化学行为和比电容

通过原位聚合的方式在银纳米粒子/多壁碳纳米管（Ag/MWCNT）复合材料的表面成功聚合苯胺单体制备了聚苯胺/银纳米粒子/多壁碳纳米管（PANI/Ag/MWCNT）三元复合材料苯．通过对三元复合材料的结构以及表面形貌进行分析,表明聚苯胺层完全包覆了Ag/MWCNT复合材料,形成了核壳式结构．同时银纳米粒子则以单质晶体的形态存在于多壁碳纳米管与聚苯胺层之间．三元复合材料电极在1 mol/L的KOH溶液中具有极低的阻抗,而与聚苯胺电极相比,这些复合材料电极则表现出更低的电阻、更高的电化学活性和更好的循环稳定性．尤其是当苯胺和Ag：MWCNTs质量比为5：5时,该复合材料电极在0.25 A/g的电流密度下表现出最大的比电容值为160 F/g．     

纳米纤维聚苯胺在电化学电容器中的应用

采用脉冲电流方法（PGM）合成了具有纳米纤维结构的导电聚苯胺（PANI）.扫描电子显微镜对膜层观察表明, PANI膜是由直径约为100 nm的掺杂态聚苯胺纤维交织而成.以纳米纤维状聚苯胺组成电化学电容器,研究了其电化学电容性能,并与恒电流方法（GM） 制备的颗粒状PANI电容器性能进行了比较.结果表明,在相同的沉积电量下,PGM制备的纳米纤维状PANI电化学电容器比颗粒状PANI电化学电容器具有更大的电容容量,其电化学电容器的比电容可高达699 F•g－1,能量密度为54.6 Wh•kg－1.并且该电化学电容器具有良好的充放电性能和循环寿命.     

脉冲电流法电解合成聚苯胺

在0.2mol/L苯胺和0.5mol/LH₂SO₄介质中采用脉冲电流法电解合成聚苯胺(PANI)膜.循环伏安研究表明,与恒电流法相比,脉冲电流法制得的PANI膜具有更好的电化学活性.扫描电镜(SEM)对膜层的微观形貌观察发现,这种特殊的聚苯胺膜层呈纳米纤维状结构,不同于恒电流法制取的颗粒状PANI膜.讨论了脉冲通断比和频率对于膜层性能的影响.     

单分散P(St-BA-AN)/PANI核壳结构复合微球的制备与电性能

以苯乙烯(St)、丙烯酸丁酯(BA)和丙烯腈(AN)为单体, 采用乳液聚合的方法制备出单分散苯乙烯-丙烯酸丁酯-丙烯腈三元共聚物[P(St-BA-AN)]种子微球, 再在该种子微球表面包覆聚苯胺(PANI), 制得P(St-BA-AN)/PANI核壳结构复合微球. 采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、傅里叶变换红外透射光谱(FTIR)和漫反射光谱等测试手段对所制备的种子微球和复合微球的形态、结构和形成机理进行了研究, 并用四探针法测定了核壳结构复合物的导电性. 研究结果表明, 通过改变种子乳液共聚物的组成和加入苯胺的量及氧化剂的量等条件可调控复合微球的电导率. 与P(St-BA)/PANI核壳结构复合微球相比, 在核组成中引入了氰基的P(St-BA-AN)/PANI核壳结构复合微球的电导率明显提高, 当加入苯胺的量为P(St-BA-AN)种子微球与苯胺单体总质量分数的40%时, 其电导率可达到0.71 S/cm. 红外光谱结果证实了P(St-BA-AN)种子微球中的氰基和壳层中聚苯胺的胺基之间存在某种相互作用, 导致核壳结构复合物电导率的提高.     

核壳型聚丙烯酸酯乳胶粒子及其乳液的研究进展

综述了目前制备核壳型聚丙烯酸酯乳胶粒子的常用方法,如种子乳液聚合法、无皂乳液聚合法、反相乳液聚合法、细乳液聚合法以及种子分散聚合法;分析了聚合工艺、单体种类、温度、乳化剂和引发剂种类及用量等因素对聚丙烯酸酯核壳乳液合成及性能的影响;并对聚丙烯酸酯核壳乳液的研究现状进行了归纳;最后,展望了聚丙烯酸酯核壳乳液的发展方向。     

多孔羰基铁/CoFe2O4/聚苯胺复合材料的制备及吸波机理

通过金属点蚀技术制备了表面多孔形貌的羰基铁粉（PCIP）,并采用共沉淀及原位聚合方法,将CoFe₂O₄与聚苯胺（PANI）负载于多孔羰基铁表面,得到具有电磁吸收性能的PCIP/CoFe₂O₄/PANI复合材料.通过扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）、热重分析仪（TGA）及矢量网络分析仪（VNA）等对复合材料的形貌、成分和吸波性能进行了研究.结果表明,CoFe₂O₄/PANI团聚于PCIP表面,显著提升了复合材料电损耗能力,促进了低频电磁波的1/4波长干涉相消.当苯胺添加量为0.5 mL,复合材料在频率为5.7 GHz时,反射损耗达到-22.9 dB,低频吸波性能得到大幅提升.利用1/4波长干涉相消理论及电磁波界面反射模型对复合材料低频吸波性能提升的内在原因进行了分析.     

紫外光固化自修复剂的微胶囊化及智能防腐蚀涂层的制备

利用在水相中原位生成的聚脲甲醛沉淀吸附在可见紫外光固化组份构成的油相表面,制备了包覆自修复剂的脲醛树脂（PUF）微胶囊. 光学显微镜及SEM表明,PUF微胶囊尺寸为118-663 μm,与PUF 形成过程中的搅拌速度有关. 在中等搅拌速度（600 r/min）时,可以得到最高的包覆率（97.52wt%）和产率（65.23wt%）. 将此微胶囊掺入水性聚氨酯乳胶中制成的涂层表面受损后,在紫外光照射下可以进行自修复,具有优异的金属防腐蚀性能.     

超疏水聚苯胺/聚四氟乙烯复合膜的制备及油-水乳液分离性能

以苯胺为原料,采用原位聚合法在聚四氟乙烯(PTFE)基体上合成聚苯胺/聚四氟乙烯(PANI/PTFE)复合膜.利用光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、紫外-可见吸收光谱(UVVis)和静态水接触角测试对PANI/PTFE复合膜的形貌、结构和浸润性进行分析,并对其油包水乳液分离性能、通量和循环使用性能进行了测试.研究结果表明,PANI/PTFE复合膜仅在重力条件就能有效分离油包水乳液;而且重复数十次过滤后,PANI/PTFE复合膜仍具有良好的抗污能力和分离性能.     

交联PBA／SAN核—壳乳液接枝共聚研究

ABS是一种性能优异的树脂,但由于橡胶相含有双键而耐候耐热性差,本文试图以交联的聚丙烯酸丁酯为核,合成PBA/SAN核-壳乳液接枝共聚物。考察了核-壳乳液接枝共聚物的定量组成和微观结构。结果表明:接枝物组成近似于其乳液恒比组成;接枝率、接枝效率、分子量和接枝层,壳层厚度随聚合过程参数的改变而呈规律性变化,损耗正切峰表明在种子聚合物相中存在SAN聚合物的微相区。     

聚苯胺/H2W2O7层状复合材料的制备研究

以层状钨基氧化物(H2W2O7)为无机主体, 用正庚胺改性后的正庚胺/H2W2O7复合物(HTT)为中间体, 通过离子交换、层间O2引发聚合等步骤成功制备了聚苯胺/H2W2O7层状复合材料(PANI/H2W2O7). X射线衍射、扫描电子显微镜、红外光谱及差热分析结果表明: 聚苯胺分子已成功地嵌入H2W2O7层间, 层状结构没被破坏, 层间距变至1.19 nm; 聚苯胺的嵌入还大大提高了材料的热稳定性. 讨论了无机主体与有机客体之间的相互作用、聚苯胺在层间的排布形式及苯胺和聚苯胺插入层间的反应机理.     

复合乳化剂微乳液法制备聚苯胺及其电化学性能

采用复合乳化剂微乳液法合成了导电聚苯胺(PANI),以碳纸负载PANI为工作电极,考察了十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和聚乙二醇辛基苯基醚(TX-100)的配比及其复合乳化剂(E)和氧化剂(APS)用量对复合乳化剂微乳液法合成PANI电化学性能(循环伏安、塔费尔)的影响;通过对产物电导率和产率的对比分析,印证了PANI电化学性能表征结果的有效性。结果表明：当SDBS与TX-100的质量比为1/2,E与苯胺(An)单体的质量比为5/3,APS与An的摩尔比为1.2时,PANI的各项性能指标达到最好,且产物的循环伏安峰电流、腐蚀电位和电导率均高于单组分乳化剂SDBS或TX-100微乳液法制备的PANI。     

硅纳米粒子聚苯胺包覆改性及其嵌/脱锂电化学性能

利用直流电弧等离子体蒸发法合成硅纳米粒子（Si NPs）,粒径为20~30 nm。采用对氨基苯甲酸（ABA）处理Si NPs,并在ABA-Si NPs表面进行苯胺（ANi）原位化学氧化聚合,形成核/壳型聚苯胺包覆硅纳米复合粒子（PANi-Si NPs）。FTIR、DSC、XRD、TEM等分析结果表明,ABA与Si NPs之间形成了化学键,粒子表面引入了ANi基团,复合粒子中PANi质量含量约为62%。电化学性能测试表明,PANi包覆层的存在大幅度提高了Si NPs的循环稳定性能,在100 mA·g^-1的电流密度下循环100次后,电池容量保持率为92.5%,远高于未改性的Si NPs的性能。聚苯胺包覆改性Si NPs,改善其导电性能的同时,可以极大地缓冲充/放电过程中的体积变化,提高电极的循环稳定性能。     

PANI／Ce（OH）3-Pr2O3·3H2O／NanoG复合材料制备与表征

开发了反胶束模板-原位聚合纳米复合法制备聚苯胺（PANI）／Ce（OH）3-Pr2O3·3H2O／石墨纳米薄片（NanoG）纳米复合材料的方法。膨胀石墨在乙醇水溶液中经超声处理制得石墨纳米薄片,以苯胺的氯仿溶液为油相,稀土金属离子Pr^3＋、Ce^3＋水溶液为水相,依靠表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）自组装形成的反胶束为模板。制备PANI／Ce（OH）3-Pr2O3·3H2O／NanoG复合材料。利用红外光谱（FTIR）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）和X-射线衍射（XRD）对该复合材料进行了表征和分析,研究了其导电性能和热性能。结果表明,PANI／Ce（OH）3-Pr2O3·3H2O／NanoG复合材料各相分散均匀,稀土纳米粒子在体系中以棒状的形态分布。热重分析表明,该复合材料的热稳定性明显提高;导电性研究说明,石墨纳米薄片的特殊的结构（较大的径厚比）对其在聚合物基体中形成导电网络具有重要作用：PANI／Pr2O3-Ce（OH）3/NanoG纳米复合材料的渗滤阀值低于1.0wt％。