聚合物及聚合物/铁氧体复合材料的制备与表征

• 作 者: 费鹏
• 机 构: 西北师范大学
• 出 处: 西北师范大学
• 发表日期: 2010年期
• 关键词: 电磁材料 原位聚合法 溶胶凝胶法 模板法 中空纤维材料 纳米复合材料 界面聚合 聚苯乙烯

近年来，高分子聚合物及高分子聚合物/铁氧体的应用越来越受到人们的重视。其中，作为导电聚合物的聚苯胺（PANI）在电磁复合材料的研究应用中显示出了极大的前景；而聚苯乙烯（PS）是分子主链为非共扼性的一种高分子材料，具有透明性好、电绝缘性优良、易成型等特点。本文利用苯胺（An）单体在铁氧体材料表面的原位聚合，制备了PANI/铁氧体复合材料（PANI/CoFe₂O₄复合纤维材料、PANI/ZnFe₂O₄纳米复合材料），对其电磁性能进行了研究；并首次利用界面聚合的方法合成了聚苯乙烯纳米棒。本论文主要有以下三方面组成：1.以棉花纤维为模板，合成了CoFe₂O₄磁性中空纤维材料，并实现了苯胺单体在该中空纤维材料表面的聚合。测试表明，Co²⁺、Fe³⁺以及柠檬酸的浓度对磁性材料的形貌有很大影响，进而影响到了磁性材料的磁性能；复合材料兼具电磁性能，并随着复合材料中无机材料含量的不同而变化。2.运用改进的溶胶凝胶-原位聚合法制备出了兼具电、磁性能的PANI/ZnFe₂O₄纳米复合材料，借助各种技术研究了复合材料的结构及其电磁性能。结果表明，通过该法可以实现ZnFe₂O₄与PANI的有机复合，制得纳米尺寸的、ZnFe₂O₄与PANI相间以化学键结合的纳米复合材料；复合材料兼具电、磁性能，并随着无机物在复合材料中的分散状态和含量的不同而不同。3.首次采用界面聚合法成功地合成了聚苯乙烯（PS）纳米棒，利用透射电镜TEM)、扫描电镜（SEM）、选区电子衍射（SAED）、红外光谱（FT-IR）及凝胶渗透色谱（GPC）等技术对其形貌和结构进行了表征。结果表明，聚苯乙烯纳米棒的直径约为20 nm；单体浓度、反应时间与温度以及有机溶剂等对聚苯乙烯的形貌均产生较大的影响；样品的选区电子衍射（SAED）图与等规聚苯乙烯（i-PS）单链单晶的六方点阵衍射一致；且GPC测试表明产物相对分子量较低，其分布范围较窄。