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聚吡咯导电高分子材料具有导电性能优异、合成方法简单、廉价易得等优点,近些年来,通过原位聚合法制备聚吡咯包覆型导电纸成为导电材料领域研究热点。但以天然植物纤维为基材制备的聚吡咯导电纸在力学性能上存在很大缺陷,限制了其推广应用。聚乙烯醇(PVA)纤维是一种结构含有羟基的亲水性化学纤维,力学强度高,且具有易熔融特性,能在纤维交织处起到粘接作用,可以用来提高纸张强度。本文选用60℃水溶性PVA纤维作为基材,制备聚吡咯/聚乙烯醇(PPy/PVA)复合导电纤维,然后以一定比例与植物纤维混合抄造导电纸。对PVA纤维进行阳离子改性,改善聚吡咯在其表面的吸附能力,进一步提高复合导电纸的导电性能和力学性能。以三氯化铁、过硫酸铵(APS)分别作为氧化剂,对甲苯磺酸(PTSA)为掺杂剂,采用原位聚合法制备PPy/PVA复合导电纤维(PPy·Fe Cl3/PVA、PPy·APS/PVA),对PPy/PVA导电纤维的结构、微观形貌以及热稳定性进行研究。红外光谱(FT-IR)检测结果表明,不同氧化剂作用下,PPy/PVA纤维结构有差异,主要是由于PPy掺杂程度不同造成的。扫描电镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)观察到Fe Cl3作氧化剂制备的PPy呈规则珊瑚状,PPy/PVA纤维表面的导电层更加致密完整。而APS作氧化剂制备的PPy微观形貌呈球形颗粒状,纤维表面包覆的导电层不够均匀连贯。X-射线光电子能谱以及元素分析检测结果皆表明,Fe Cl3作氧化剂时,PPy具有更高的掺杂水平。热重分析(TGA)检测结果显示,PPy·Fe Cl3/PVA比PPy·APS/PVA纤维具有更高的热稳定性。将PPy/PVA导电纤维与植物纤维以一定比例混合,制得一系列复合导电纸,探讨制备工艺对纸张导电性能和力学性能的影响。研究结果表明,吡咯用量为40%(相对于绝干PVA纤维),掺杂剂PTSA与吡咯单体摩尔比为1:1,氧化剂Fe Cl3与吡咯单体摩尔比为2:1,在冰水浴中反应5 h,制得PPy/PVA导电纤维,与植物纤维以1:1比例混合,干燥温度为105℃,在此工艺条件下制备的导电纸兼具优异的导电性能和力学性能。储存温度和气体环境对导电纸的导电稳定性具有重要影响,高温空气环境下,PPy易发生氧化,纸张导电性能衰减严重,真空环境有助于纸张导电性能的稳定。通过接枝共聚的方法,以甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)为单体,硝酸铈铵(CAN)为引发剂,对PVA纤维进行阳离子改性。探讨了DMC用量、CAN用量以及反应温度对PVA纤维接枝率和表面电荷密度的影响。研究结果表明,DMC浓度为0.6 mol/L,CAN浓度为16×10-3 mol/L,反应温度控制在40℃时,PVA纤维接枝率达到41%左右,纤维表面电荷密度为927 mmol/Kg浆。通过FT-IR对改性PVA纤维的结构进行分析,检测结果表明DMC在纤维表面发生接枝共聚反应,成功制得阳离子PVA纤维(c-PVA)。通过SEM对阳离子化PVA纤维、PPy/c-PVA导电纤维和复合导电纸的表面形貌进行检测,结果表明,改性后PVA纤维表面变粗糙;PPy在阳离子PVA纤维表面吸附更加充分致密;PPy/c-PVA纤维与植物纤维交织紧密,纸张匀度高。阳离子PVA纤维表面电荷密度影响复合导电纸的导电性能和力学强度,表面电荷密度为844 mmol/Kg浆时,纸张表面电阻率为21.55?·cm,抗张强度为54.2 N·m/g,耐折度为58次。