高活性聚苯胺电流变液的制备与性能研究

高活性聚苯胺电流变液的制备与性能研究官建国，谢洪泉，过俊石（华中理工大学化学系，武汉，４３００７４）关键词电流变液，聚苯胺，反掺杂，电荷迁移极化电流变液（ＥＲＦ）是重要的人工智能材料和高效机电一体化的功能液体［１］．目前，研究ＥＲＦ技术的关键是提高Ｅ...     

由聚苯胺粒子组成的电流变液的研究

由经碱处理的掺杂态聚苯胺（ＰＡｎ）制得高介电常数的半导体ＰＡｎ粒子，将其悬浮于电绝缘油可组成电流变液，讨论了电流变（ＥＲ）液的静态屈服应力（τ＿ｓ），电流密度等性能与ＰＡｎ的介电常数（ε＿ｐ），导电率（σ），体积分数和应用电场强度的关系。对导电率相同的ＰＡｎ粒子，用氨水处理的ＰＡｎ粒子ε＿ｐ较用ＮａＯＨ液处理的高，前者在σ足够低如σ≤１．０×１０￣（－７）／ｃｍ时，ＥＲ液的τ＿ｓ随偶极系数的平方（β￣２）的增大而呈现非线性增加；后者ＥＲ液的τ＿ｓ随β￣２的增大出现一最大值．结果表明：由聚苯胺粒子可组成高电流变活性的无水ＥＲ液．     

聚苯胺粒子悬浮液的电流变特性

将聚苯胺作为分散粒子，电绝缘油 分散介质组成电流变流体，研究了电场强度，温度等因素与ＥＲＦ的静态屈服应力和电流密度的关系。结果表明：τｓ和ｉ随电场强度的变化皆成指数关系。     

接枝共聚改性氧化淀粉及电流变性研究

通过自由基接枝共聚的方法，合成了改性的氧化淀粉-BA—MAA—Gd共聚物，采用红外光谱、扫描电镜、同步热分析、x射线粉末衍射等方法对产物进行了结构表征。用接枝物制备了电流变液，测定了在不同接枝物含量和电场强度下体系的电流变效应。实验结果表明：该电流变液体系的剪切应力随着电场强度的增大而增大；而在相同电场强度下，剪切应力则随电流变液中接枝物含量的增加而增大。     

不同介电常数悬浮颗粒的电流变液固态结构

讨论了两种不同介电常数的固体颗粒不同配比时,对电流变液固态结构的影响.计算结果表明,颗粒的介电常数及配比变化时电流变液的固态结构没有变化,只影响其能量大小;而且发现在低介电常数颗粒的电流变液中加入少许高介电常数颗粒会引起体系能量的显著下降,从而增加了电流变液的稳定性和剪切应力.     

沸石电流变液材料的研究

系统地研究了沸石的由离子类型、数目、骨架的孔道大小和结构特性对沸石电流变液性能的影响. 证实了阳离子在电场中的迁移所引起的晶粒极化是Y，A和M等沸石电流变特性的基础，指出了较大的孔径和具有足够多易迁移的阳离子是该类沸石具有较好电流变性的的前提．根据NaZSM－5沸石在高电场中与其它沸石表现不同，具有屈服应力大而漏电流小的特点，提出了沸石晶粒极化还可能存在的另一种新的晶格变形机理．     

高性能石油焦颗粒电流变液的研究

采用未经精制的石油催化裂化油浆的一步炭化产物,研究了将其作为电流变液粒子的可能性、条件和电流变性能.研究结果表明,经由油浆热转化所得焦化颗粒配制的电流变液的力学性能,在2 kV/mm直流场强下可达2 kPa以上,电流密度不超过60 μA/cm2,长期静置颗粒无明显沉降,是一种性能优良的实用型电流变液.     

电流变液成链过程的一种序参量描述

在外加电场情形下,电流变液中固体颗粒就极化而成为电偶极子.电偶极子之间由于静电相互作用而聚集形成为链,然后在一个比较成链过程长很多的时间\[1-3]中这些链又进一步聚集形成柱状体.从整体来看电流变液就从液态变为固态.从物理上看这是一个在外场作用下粒子聚集的过程.由于链之间相互作用形成柱的过程比成链过程慢很多,故在考虑固体颗粒在外场作用下形成链的过程中可以忽略链与链之间的相互作用.我们将取固体颗粒为球,其半径为a.     

用光学方法研究玻璃微珠电流变液颗粒间的相互作用

运用一套适合研究颗粒间相互作用的双光镊系统,通过对颗粒聚集时间的测量,得出颗粒聚集时间和电场的平方成反比.这是第一次用电流变液颗粒在动态情况下直接验证电偶极子对间的相互作用.发展了一套使用高速CCD摄像机进行扩散波谱(DWS)测量的方法,首次实时测量具有颗粒结构的非各态历经体系的自相关函数,以研究电流变液机理,得到了玻璃微珠电流变液的结构响应时间和力的响应时间;测量了不同电场下体系相关函数的特征衰减时间随时间的变化.在不同电场下测量扩散系数可以反映出相互作用力与电场的平方成正比.     

聚苯胺改性技术的研究新进展

导电聚合物由于有很大的应用前景而引起了很多研究者的兴趣。在导电聚合物中,聚苯胺由于具有很高的导电性、热稳定性、容易制备等性质而受到了格外的关注。但是聚苯胺同样有缺点,例如应用范围狭小、很难进行加工等。为了提高聚苯胺的加工性能,乳液聚合是一种有效的改性方法。本文讨论了用乳液聚合或反相乳液聚合合成聚苯胺以及聚苯胺的共聚物,同时也报道了聚苯胺与其它物质复合共混和掺杂的研究结果,并且研究了它们的结构以及各方面的性能。通过改性,可使得聚苯胺的加工性得到很好的改善。     

STUDY ON POLYANILINE FILM WITH HIGH DENSITY AND HIGH MECHANICAL STRENGTH

Free-standing film of polyaniline with excellent mechanical and electrical properties has been successfully prepared by using the solution-casting method. The results show that its tensile strength, Young's modulus and elongation at break are about 87.9 MPa, 1563.9 MPa and 10.2%, respectively. It is essential that the soluble polyaniline should be appropriately treated in some suitable organic solvents before making a free-standing film. Films having lustrous, smooth surface, high density and good flexibility can only be doped by protonic acids of small molecular sizes, such as HCl, HClO_4 and H_2SO_4, to the metallic conducting regime (σ=6.7 S/cm). Discussions have been made in terms of doping behavior essentially affecting drawability and mechanical strengths.     

聚苯胺基反射型柔性电致变色器件的制备与工艺研究

采用化学法合成聚苯胺(PANI),在柔性不锈钢丝网上进行涂覆,成功制备了反射型柔性变色器件.测试并获取了不同电位下(即不同的掺杂态)的紫外-可见光全反射光谱,比较确定了该变色器件合适的使用电压为+0.7V和-0.6V.并在选定的使用电压下对变色器件进行测试,讨论了工作电极上PANI用量、电解质层用量和离子储存层用量对变...     

高导电聚苯胺薄膜的制备及其电磁屏蔽性能的研究

随着电器制品、电子器件的商用、军事用和科学应用的迅速增长 ,产生了亟待解决的电磁干扰 (也称作电磁环境污染 )问题 ,电磁干扰屏蔽日益受到关注 .本文从聚苯胺掺杂工艺角度出发 ,通过改变掺杂剂用量和溶剂种类 ,制备出高导电的聚苯胺薄膜 ,并对其电磁屏蔽特性进行了初步的测试与理论分析 ,将屏蔽效能的实测结果与理论计算值进行了比较     

用均相的稀土催化剂进行丁二烯-异戊二烯本体共聚合的研究

本工作用均相的稀土催化体系Nd(naph)_3-Al(i-Bu)_2H-CH_3SiHCl_2进行了丁二烯和异成二烯的本体共聚合,研究了聚合规律和产物的结构性能.结果表明,在适当的催化剂组分比条件下,该催化体系具有较高的催化活性,用DSC测定了共聚物的玻璃化转变温度,~1H-NMR和IR分别测定了共聚物的组成和微观结构,证明共聚物的组成主要决定于单体原料的配料比,共聚物中两种单体单元都具有高顺式结构,生胶和硫化胶的性能测定表明,在丁二烯和异戊二烯两种单体的配料比为30比70时,得到的共聚胶的综合性能较好.     

St/交联剂乳液共聚包覆硬脂酸改性碳酸钙颗粒的研究

在硬脂酸改性的纳米碳酸钙存在下,通过苯乙烯(St)与多乙烯基单体的乳液共聚合,制备了以纳米碳酸钙为核,以交联聚苯乙烯(PS)为壳的交联型PS/碳酸钙复合纳米粒子.研究了多乙烯基单体的种类和用量以及碳酸钙的用量对聚合反应以及包覆的影响.结果表明,多乙烯基单体以及碳酸钙的引入会使聚合反应速率有不同程度的降低;使用1%~5%的TMPTMA或DVB,可实现PS对碳酸钙颗粒的牢固包覆,不可抽提的PS达94%以上;当碳酸钙用量改变时,需要适当调整乳化剂和多乙烯基单体的用量;IR和TGA的结果表明,随着碳酸钙用量增加,产物中的碳酸钙含量也相应增加;TEM照片和计算结果显示,当碳酸钙用量为14.8%时,绝大部分碳酸钙颗粒被包覆,且基本上每个乳胶粒中包覆一个碳酸钙颗粒,复合粒子具有清晰的核壳结构,壳层厚度约为10 nm,而当碳酸钙用量增加到29.3%和58.7%时,壳层厚度减小,并且出现较多裸露的碳酸钙颗粒.     

载体型钛系催化剂的丙烯与乙烯共聚合研究

以载体型钛系齐格勒-纳塔催化剂进行了丙烯和乙烯无规共聚合的研究。对聚合温度、铝钛摩尔比、给电子体浓度和加氢等行为作了考察。共聚合速度和共聚物的比浓粘度呈规律性变化。用~(13)C-NMR和DSC测定了共聚物的组成、序列分布、熔点和结晶度.结果表明,在共聚合反应速度曲线上,在丙烯和乙烯分别为10mol％组成处,出现两个最大值。随共聚物中乙烯含量增加(2—10mol％),其熔点和结晶度降低,DSC峰变低、变宽,在乙烯含量达10mol％处出现双峰(128/116℃)反映出无规共聚链出现不同的序列分布。     

乙酰苯胺修饰的吸附树脂对苯酚和对氯苯酚的吸附研究

通过Friedel-Crafts后交联及化学修饰反应,合成了乙酰苯胺基修饰的超高交联吸附树脂ZH-05,通过红外光谱(IR)和比表面及孔径分析(BET)对其结构进行表征.以Amberlite XAD-4树脂作为参照,通过等温吸附实验和吸附动力学实验探讨了ZH-05树脂对水溶液中苯酚和对氯苯酚的吸附性能和机理.结果表明,与XAD-4树脂相比,ZH-05树脂对苯酚和对氯苯酚均具有更佳的吸附性能.Langmuir和Freundlich方程均能较好拟合ZH-05树脂对苯酚和对氯苯酚的吸附等温线.ZH-05树脂对苯酚和对氯苯酚的吸附以焓推动的自发物理吸附过程为主,吸附过程放热;吸附符合准一级动力学吸附方程,颗粒内扩散是吸附过程的主要控制步骤.     

煤焦油沥青不同改性产物炭化性质的比较研究

比较研究了几种改性煤焦油沥青的炭化性质，并从原料结构上给出了解释。结果表明：在同一热处理条件下形成的各种中间相沥青的光学显微结构区域的大小顺序为：Ｓ－ＬＤＯＨＦ－ＭＣＴＰ＞Ｓ－ＭＣＴＰ＞ＭＣＴＰ－ＰＳ＞ＭＣＴＰ共炭化沥青分子中含有较多的短烷基侧链和环烷结构，炭化时能形成可溶性较好的广域型中间相体；超临界抽提能调整沥青的族组成和分子量分布，使分子更易于均匀聚合和取向，超临界抽提沥青的炭化性能优于抽提     

α-环糊精准轮烷/N-异丙基丙烯酰胺交联共聚温敏型超分子结构水凝胶的制备与表征

采用一锅法合成了甲基丙烯酰基封端的聚乳酸-聚乙二醇-聚孔酸(PLA-PEG-PLA)三嵌段大分子单体,然后再通过与α-环糊精进行超分子自组装,得到聚准轮烷.将制备的聚准轮烷悬浮在N-异丙基丙烯酰胺水溶液中,再加入适量的光引发剂,在紫外光的照射下,溶液快速固化,得到了具有超分子结构的温敏型凝胶体.采用FTIR、TG、XRD等分析手段对所得聚准轮烷及其水凝胶进行了表征.     

STUDY ON COPOLYMERIZATION OF ACRYLAMIDE WITH STYRENE INITIATED BY METHYL ETHYL KETONE AND ITS DERIVATIVES IN COMPARISON WITH CONVENTIONAL RADICAL INITIATOR

Copolymerization of acrylamide (AAm) with styrene (St) was carried out in the presence of methyl ethyl ketone (MEK), methyl isopropyl ketone (MIK) and t-butyl methyl ketone (tBMK) without any conventional initiator in tetrahydrofuran (THF) at 60°C. The copolymerization of AAm with St proceeded readily in the presence of the MEK, MIK, and tBMK, while no copolymerization of AAm with St proceeded in the absence of these ketones under the same conditions and no homo-polymerization of St proceeded even in the presence of the ketones. The reactivity ratio of monomer AAm (r₁) is smaller than that of St (r₂) in all of the copolymerization systems, and increases as the order: MEK < MIK < tBMK. The conversion of the copolymerizations increases as the same order described above. The interaction between AAm and the ketones with hydrogen bonding was estimated by the shifts of the absorption bands of the amide carbonyl and N-H groups in the infrared spectra. From the results of the copolymerization between AAm and St, the greater the shift in the N-H absorption, the higher the amount of AAm found in the copolymer.