聚苯胺/空心玻璃微球?qū)щ姴牧系闹苽溲芯?/h1>
2023-12-31 00:00:00王羽瑩賈宜亮吳一婷宋嘉寧趙海濤
遼寧化工 2023年8期
摘""""" 要：采用乳液聚合法制備聚苯胺，對(duì)空心玻璃微球進(jìn)行磺化后表面包覆聚苯胺制備聚苯胺/空心玻璃微球復(fù)合材料。用SEM、IR、四探針等測試手段分析聚苯胺及聚苯胺/空心玻璃微球復(fù)合材料的形貌及電導(dǎo)率。結(jié)果表明：球形聚苯胺的粒徑大約為500 nm，無明顯團(tuán)聚。對(duì)空心玻璃微球磺化后，其表面更好地合成聚苯胺，聚苯胺/空心玻璃微球復(fù)合材料的電導(dǎo)率隨反應(yīng)時(shí)間的增加而增大，電導(dǎo)率最高可達(dá)0.76 S·cm-1。
關(guān)" 鍵" 詞：聚苯胺；空心球；磺化玻璃微球；復(fù)合結(jié)構(gòu)
中圖分類號(hào)：TB332"" """""文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A"""" 文章編號(hào)： 1004-0935（2023）08-1110-03
高分子導(dǎo)電材料實(shí)際上是指具有導(dǎo)電性能的高分子聚合材料，其有體積密度小、合成方式簡單、耐腐蝕、強(qiáng)度高等一系列性能特點(diǎn)，可替代許多金屬材料和無機(jī)非金屬導(dǎo)電材料在生活中和工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用[1]。其中聚苯胺由于苯胺單體價(jià)格相對(duì)稍低，易獲取、加工合成，且將絕緣體轉(zhuǎn)化為導(dǎo)電體時(shí)僅僅需要改變摻雜劑中離子的濃度大小，被業(yè)內(nèi)權(quán)威人士認(rèn)為是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ男乱淮鷮?dǎo)電高分子聚合物，未來將在生活和生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，如高分子鋰電池以及太陽能電池等電極材料、電磁參數(shù)穩(wěn)定可控的吸波材料、防腐蝕和防污染材料、導(dǎo)電材料與防靜電材料、光學(xué)器件等[2-3]。
CHANG[4]等以聚（苯乙烯-co-丙烯酸）為模板合成中控球狀聚苯胺，對(duì)于Cr具有較高的吸附容量。ZHOU[5]等將聚苯胺包復(fù)的空心玻璃微球""" （PANI/HGMs）與ZnO納米粒子進(jìn)行摻雜后，將所得物質(zhì)涂復(fù)在鍍銀纖維素織物上，具有良好的電磁干擾效果。SOUMI[6]通過在聚苯胺空心微球（ PNHM ）表面原位沉積二氧化錳和三氧化四鐵納米粒子，制備了PNHM/MnO2/Fe3O4復(fù)合材料，在室溫下， PNHM/MnO2/Fe3O4的最佳投加量為1 g·L-1、pH = 6.75時(shí)，對(duì)MG和CR染料的吸附效率分別可以達(dá)到88%和98%。CHUN[7]等制備出亞微米級(jí)中空導(dǎo)電聚苯胺微球，發(fā)現(xiàn)均相半導(dǎo)電PANI-HS基電流變液（體積分?jǐn)?shù)10%）表現(xiàn)出典型的電流變特性，符合基于斜率為1.5的電導(dǎo)率模型。
三維空心結(jié)構(gòu)的比表面積很大，且自支撐的三維空心結(jié)構(gòu)與二維結(jié)構(gòu)相比更能有效防止片狀材料之間的堆積重疊，并且有更高的離子/電子遷移能力以及更好的循環(huán)穩(wěn)定性[7]。JIA[8]制備了方塊、空心球、實(shí)心球和海膽等形貌的MnO2@PANI復(fù)合材料并研究其吸波性能，研究表明在這些形貌中，空心球形貌復(fù)合材料具有最好的吸波性能。SUN[9]以F172為軟模板制備出了聚（苯胺-吡咯）空心球，并發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)F12的濃度可以制備出不同粒徑的空心球，且該材料應(yīng)用于超級(jí)電容器中具有良好的循環(huán)保持率。LIU[10]制備出了淡化的聚苯胺空心球，并且研究發(fā)現(xiàn)其在5 A的電流密度下表現(xiàn)出241 F·g-1的高比電容。
本實(shí)驗(yàn)探討磺化前后空心玻璃微球上聚苯胺聚合的不同效果、聚苯胺/空心玻璃微球復(fù)合材料的制備條件，分析其結(jié)構(gòu)形貌以及電導(dǎo)率。
1" 實(shí)驗(yàn)部分
1.1" 試劑
苯胺、十二烷基苯磺酸，沈陽市東興試劑廠；過硫酸銨，沈陽力城試劑廠；鹽酸，沈陽萬勝試劑廠；空心玻璃微珠60，河南鉑潤鑄造材料有限公司；濃硫酸、丙酮，北京化學(xué)試劑公司；無水乙醇，天津市富宇精細(xì)化工有限公司。
1.2" 儀器
WQF-410型傅立葉變換紅外光譜儀，日本Jasco公司，KBr 壓片進(jìn)行測量；SN-3400型掃描電鏡，日本電子公司；四探針電導(dǎo)率儀。
1.3" 聚苯胺/空心玻璃微球的制備
1.3.1" 聚苯胺制備
將0.015 mol 的DBSA溶液、0.01 mol的An分別加入到50 mL蒸餾水中。攪拌均勻溶解后放入容量為250 mL三口燒瓶中低速攪拌混合反應(yīng)1 h，冰水浴條件下30 min內(nèi)向其中滴加0.1 mol·L-1的過硫酸銨水溶液50 mL，反應(yīng)6 h。再將反應(yīng)溶液用過量丙酮沉淀，用乙醇、丙酮和蒸餾水抽濾、洗滌至濾液澄清透明。在60 ℃環(huán)境中真空干燥，混合研磨粉碎，得到聚苯胺粉末。
1.3.2" 空心玻璃微球的磺化處理
將空心玻璃微球加入到98%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的濃硫酸中，用超聲波處理，再放入50 ℃水浴中加熱，加熱后進(jìn)行磁力攪拌，過濾、洗滌、干燥，得到磺化后純凈的空心玻璃微球。
1.3.3 "聚苯胺/空心玻璃微球復(fù)合材料的制備
取一定量磺化處理的空心玻璃微球分散于HCl溶液中，并加入苯胺單體。將得到的混合液置于超聲儀中超聲，冰水浴條件下連續(xù)攪拌1 h。之后添加過硫酸銨溶液，再放入冰水浴中不間斷攪拌反應(yīng)"" 6 h。抽濾并用丙酮和無水乙醇以及大量的去離子水洗滌，干燥，得到聚苯胺空心玻璃微球復(fù)合材料。
2" 結(jié)果與討論
2.1" 聚苯胺的表征
聚苯胺的形貌和紅外光譜圖如圖1所示。
制備出的聚苯胺微觀形貌如圖1（a）所示。從圖1（a）中可以看出，乳液聚合法制備出的聚苯胺呈球狀，無明顯團(tuán)聚，球形聚苯胺的粒徑大約為" 500 nm。其紅外光譜圖如圖1（b）所示。
由圖1（b）可知，特征峰1 128 cm-1峰是苯環(huán)面中的內(nèi)彎曲振動(dòng)特征峰吸收帶；其余的1 568 cm-1和1 496 cm-1峰是醌式結(jié)構(gòu)（N=Q=N）環(huán)骨架的C-N伸縮振動(dòng)特征吸收峰。1 294 cm-1峰是PANI分子結(jié)構(gòu)上的""" C—N伸縮振動(dòng)吸收峰。C—H鍵面內(nèi)彎曲振動(dòng)則出現(xiàn)在1 171 cm-1處左右；800 cm-1處為1，4二取代苯環(huán)的C—H鍵面外彎曲振動(dòng)。符合聚苯胺的特征峰。
2.2" 聚苯胺/空心玻璃微球復(fù)合材料的表征
2.2.1" 空心玻璃微球磺化前后包覆效果
磺化前后包覆聚苯胺電鏡掃描照片如圖2所示。圖2（a）為苯胺在未磺化的空心玻璃微球上聚合形成聚苯胺，從圖2（a）中可以看出苯胺在其表面聚合程度較差，多數(shù)空心玻璃微球上包覆的聚苯胺厚度較薄，甚至圖中存在完全未包覆上的情況。由圖2（b）中可以看出，經(jīng)磺化處理后的玻璃微珠表面包覆的聚苯胺層厚，聚合程度較好，并且較為均勻。這是因?yàn)榛腔诓Ａ⒅楸砻嬉肓嘶撬峁δ苄曰鶊F(tuán)，使苯胺更好地在其表面聚合成聚""""" 苯胺[11]。
2.2.2" 反應(yīng)時(shí)間對(duì)復(fù)合材料形貌的影響
不同反應(yīng)時(shí)間制備出的聚苯胺/空心玻璃微球掃描電鏡照片如圖3所示?？梢钥吹骄郾桨吩诙趸栉⑶虮砻孢M(jìn)行聚合，形成聚苯胺包覆層，復(fù)合材料是中空球殼結(jié)構(gòu)，即內(nèi)部中空結(jié)構(gòu)均勻的球形。隨著時(shí)間的增加空心玻璃微球表面聚合的聚苯胺層厚度不斷增加。
2.2.3" 反應(yīng)時(shí)間長短對(duì)聚苯胺/空心玻璃微球電導(dǎo)率的影響
反應(yīng)時(shí)間對(duì)聚苯胺/空心玻璃微球電導(dǎo)率的影響見圖4。根據(jù)圖4可得結(jié)論，當(dāng)反應(yīng)時(shí)間不長時(shí)，復(fù)合材料的電導(dǎo)率相對(duì)較小，當(dāng)反應(yīng)時(shí)間越來越長時(shí)，空心玻璃微球表面聚合的聚苯胺層厚度也逐漸增大，樣品電導(dǎo)率迅速增大，在6 h左右達(dá)到最大值0.76 S·cm-1。隨著時(shí)間的繼續(xù)增長，副反應(yīng)增加，電導(dǎo)率降低[12]。
3" 結(jié) 論
本實(shí)驗(yàn)制備了聚苯胺/空心玻璃微球，并用SEM、IR、四探針等測試手段分析聚苯胺及聚苯"" 胺/空心玻璃微球復(fù)合材料的形貌及電導(dǎo)率。紅外光譜圖表明，乳液聚合法成功制備出了聚苯胺，制備出的聚苯胺呈球狀，分布均勻，無團(tuán)聚，球形聚苯胺的粒徑大約為500 nm。本實(shí)驗(yàn)用硫酸對(duì)空心玻璃微球進(jìn)行磺化后，在玻璃微珠表面引入了磺酸功能性基團(tuán)，使苯胺更好地在其表面聚合成聚苯胺；聚苯胺/空心玻璃微球的電鏡掃描圖表明，隨著時(shí)間增加，空心玻璃微球表面聚合的聚苯胺包覆層厚度增加；同時(shí)增加反應(yīng)時(shí)間可以增加聚苯胺/空心玻璃微球的電導(dǎo)率，在6 h左右達(dá)到最大值0.76 S·cm-1。
參考文獻(xiàn)：
［1］孫建麗. 導(dǎo)電高分子材料研究進(jìn)展[J].電氣傳動(dòng)自動(dòng)化，2021，43（2）：49-51.
［2］譚德新，王艷麗，簡杰婷，等. 無機(jī)酸摻雜對(duì) Pd/PANI 納 米復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)和導(dǎo)電率的影響 [J]. 化工新型材料，2020，48（1）：140-143.
［3］胡呈元，劉媛，?，帲? 原位聚合法制備 PANI/RGO導(dǎo)電復(fù)合材料的性能[J]. 工程塑料應(yīng)用，2018，46（3）：30-34.
［4］CHANG H J. Synthesis of hollow spherical polyaniline by using poly（styrene-co-acrylic acid） sphere as the template for high adsorption of Cr（VI）[J]. Journal of Applied Polymer Science， 2022， 139（35）.
［5］ZHOU X. Preparation of PANI-coated hollow glass microsphere and its application in dual-band stealth coated fabric[J]. Polymer Bulletin， 2021： 1-16.
［6］WISAM H H. Preparation and characterization of polylactic acid/polycaprolactone clay nanocomposites[J]. Journal of Applied Sciences， 2010， 10（2） ： 97.
［7］GAO C Y， MENG L Y， PIAO S H，et al. Hollow submicron-sized spherical conducting polyaniline particles and their suspension rheology under applied electric fields[J]. Polymer， 2018， 140 ： 80-88.
［8］賈涵梟. MnO2@PANI復(fù)合材料的制備及吸波性能研究[D]. 淮南：安徽理工大學(xué)，2019.
［9］孫象雨. 聚苯胺基多孔炭電極材料的制備與性能研究[D].北京：北京化工大學(xué)，2020.
［10］LIU H Y. Heteroatom-doped hollow carbon spheres made from polyaniline as an electrode material for supercapacitors[J]. RSC Advances， 2019， 9（28） ： 15868-15873.
［11］胡勝，辛斌杰，劉煜璇，等.聚苯胺的合成及其應(yīng)用[J].合成纖維，2022，51（6）：8-13.
［12］馬岳，張愛黎，徐媛媛.微乳液法制備導(dǎo)電聚苯胺及其在防腐涂層中的應(yīng)用[J].電鍍與涂飾，2016，35（22）：1168-1173.
Preparation of Polyaniline/Hollow Glass Microspheres Conductive Materials
WANG Yu-ying， JIA Yi-liang， WU Yi-ting， SONG Jia-ning， ZHAO Hai-tao
（Shenyang Ligong University， Shenyang Liaoning 110168， China）
Abstract：" The polyaniline was prepared by emulsion polymerization， and the hollow glass microspheres were sulfonated and then coated with polyaniline to prepare the polyaniline/hollow glass microsphere composite material. The morphology and electrical conductivity of polyaniline and polyaniline/hollow glass microsphere composites were analyzed by SEM， IR， four-probe testing method. The results showed that the particle size of spherical polyaniline was about 500 nm， and there was no obvious agglomeration. After sulfonation of the hollow glass microspheres， the surface of the hollow glass microspheres could be better coated by polyaniline. The conductivity of the polyaniline/hollow glass microspheres composite increased with the increase of the reaction time， and the highest conductivity could reach up to 0.76 S·cm-1.
Key words： "Polyaniline; Hollow spheres; Sulfonated hollow glass microspheres; Composite structure
摘""""" 要：采用乳液聚合法制備聚苯胺，對(duì)空心玻璃微球進(jìn)行磺化后表面包覆聚苯胺制備聚苯胺/空心玻璃微球復(fù)合材料。用SEM、IR、四探針等測試手段分析聚苯胺及聚苯胺/空心玻璃微球復(fù)合材料的形貌及電導(dǎo)率。結(jié)果表明：球形聚苯胺的粒徑大約為500 nm，無明顯團(tuán)聚。對(duì)空心玻璃微球磺化后，其表面更好地合成聚苯胺，聚苯胺/空心玻璃微球復(fù)合材料的電導(dǎo)率隨反應(yīng)時(shí)間的增加而增大，電導(dǎo)率最高可達(dá)0.76 S·cm-1。
關(guān)" 鍵" 詞：聚苯胺；空心球；磺化玻璃微球；復(fù)合結(jié)構(gòu)
中圖分類號(hào)：TB332"" """""文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A"""" 文章編號(hào)： 1004-0935（2023）08-1110-03
高分子導(dǎo)電材料實(shí)際上是指具有導(dǎo)電性能的高分子聚合材料，其有體積密度小、合成方式簡單、耐腐蝕、強(qiáng)度高等一系列性能特點(diǎn)，可替代許多金屬材料和無機(jī)非金屬導(dǎo)電材料在生活中和工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用[1]。其中聚苯胺由于苯胺單體價(jià)格相對(duì)稍低，易獲取、加工合成，且將絕緣體轉(zhuǎn)化為導(dǎo)電體時(shí)僅僅需要改變摻雜劑中離子的濃度大小，被業(yè)內(nèi)權(quán)威人士認(rèn)為是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ男乱淮鷮?dǎo)電高分子聚合物，未來將在生活和生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，如高分子鋰電池以及太陽能電池等電極材料、電磁參數(shù)穩(wěn)定可控的吸波材料、防腐蝕和防污染材料、導(dǎo)電材料與防靜電材料、光學(xué)器件等[2-3]。
CHANG[4]等以聚（苯乙烯-co-丙烯酸）為模板合成中控球狀聚苯胺，對(duì)于Cr具有較高的吸附容量。ZHOU[5]等將聚苯胺包復(fù)的空心玻璃微球""" （PANI/HGMs）與ZnO納米粒子進(jìn)行摻雜后，將所得物質(zhì)涂復(fù)在鍍銀纖維素織物上，具有良好的電磁干擾效果。SOUMI[6]通過在聚苯胺空心微球（ PNHM ）表面原位沉積二氧化錳和三氧化四鐵納米粒子，制備了PNHM/MnO2/Fe3O4復(fù)合材料，在室溫下， PNHM/MnO2/Fe3O4的最佳投加量為1 g·L-1、pH = 6.75時(shí)，對(duì)MG和CR染料的吸附效率分別可以達(dá)到88%和98%。CHUN[7]等制備出亞微米級(jí)中空導(dǎo)電聚苯胺微球，發(fā)現(xiàn)均相半導(dǎo)電PANI-HS基電流變液（體積分?jǐn)?shù)10%）表現(xiàn)出典型的電流變特性，符合基于斜率為1.5的電導(dǎo)率模型。
三維空心結(jié)構(gòu)的比表面積很大，且自支撐的三維空心結(jié)構(gòu)與二維結(jié)構(gòu)相比更能有效防止片狀材料之間的堆積重疊，并且有更高的離子/電子遷移能力以及更好的循環(huán)穩(wěn)定性[7]。JIA[8]制備了方塊、空心球、實(shí)心球和海膽等形貌的MnO2@PANI復(fù)合材料并研究其吸波性能，研究表明在這些形貌中，空心球形貌復(fù)合材料具有最好的吸波性能。SUN[9]以F172為軟模板制備出了聚（苯胺-吡咯）空心球，并發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)F12的濃度可以制備出不同粒徑的空心球，且該材料應(yīng)用于超級(jí)電容器中具有良好的循環(huán)保持率。LIU[10]制備出了淡化的聚苯胺空心球，并且研究發(fā)現(xiàn)其在5 A的電流密度下表現(xiàn)出241 F·g-1的高比電容。
本實(shí)驗(yàn)探討磺化前后空心玻璃微球上聚苯胺聚合的不同效果、聚苯胺/空心玻璃微球復(fù)合材料的制備條件，分析其結(jié)構(gòu)形貌以及電導(dǎo)率。
1" 實(shí)驗(yàn)部分
1.1" 試劑
苯胺、十二烷基苯磺酸，沈陽市東興試劑廠；過硫酸銨，沈陽力城試劑廠；鹽酸，沈陽萬勝試劑廠；空心玻璃微珠60，河南鉑潤鑄造材料有限公司；濃硫酸、丙酮，北京化學(xué)試劑公司；無水乙醇，天津市富宇精細(xì)化工有限公司。
1.2" 儀器
WQF-410型傅立葉變換紅外光譜儀，日本Jasco公司，KBr 壓片進(jìn)行測量；SN-3400型掃描電鏡，日本電子公司；四探針電導(dǎo)率儀。
1.3" 聚苯胺/空心玻璃微球的制備
1.3.1" 聚苯胺制備
將0.015 mol 的DBSA溶液、0.01 mol的An分別加入到50 mL蒸餾水中。攪拌均勻溶解后放入容量為250 mL三口燒瓶中低速攪拌混合反應(yīng)1 h，冰水浴條件下30 min內(nèi)向其中滴加0.1 mol·L-1的過硫酸銨水溶液50 mL，反應(yīng)6 h。再將反應(yīng)溶液用過量丙酮沉淀，用乙醇、丙酮和蒸餾水抽濾、洗滌至濾液澄清透明。在60 ℃環(huán)境中真空干燥，混合研磨粉碎，得到聚苯胺粉末。
1.3.2" 空心玻璃微球的磺化處理
將空心玻璃微球加入到98%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的濃硫酸中，用超聲波處理，再放入50 ℃水浴中加熱，加熱后進(jìn)行磁力攪拌，過濾、洗滌、干燥，得到磺化后純凈的空心玻璃微球。
1.3.3 "聚苯胺/空心玻璃微球復(fù)合材料的制備
取一定量磺化處理的空心玻璃微球分散于HCl溶液中，并加入苯胺單體。將得到的混合液置于超聲儀中超聲，冰水浴條件下連續(xù)攪拌1 h。之后添加過硫酸銨溶液，再放入冰水浴中不間斷攪拌反應(yīng)"" 6 h。抽濾并用丙酮和無水乙醇以及大量的去離子水洗滌，干燥，得到聚苯胺空心玻璃微球復(fù)合材料。
2" 結(jié)果與討論
2.1" 聚苯胺的表征
聚苯胺的形貌和紅外光譜圖如圖1所示。
制備出的聚苯胺微觀形貌如圖1（a）所示。從圖1（a）中可以看出，乳液聚合法制備出的聚苯胺呈球狀，無明顯團(tuán)聚，球形聚苯胺的粒徑大約為" 500 nm。其紅外光譜圖如圖1（b）所示。
由圖1（b）可知，特征峰1 128 cm-1峰是苯環(huán)面中的內(nèi)彎曲振動(dòng)特征峰吸收帶；其余的1 568 cm-1和1 496 cm-1峰是醌式結(jié)構(gòu)（N=Q=N）環(huán)骨架的C-N伸縮振動(dòng)特征吸收峰。1 294 cm-1峰是PANI分子結(jié)構(gòu)上的""" C—N伸縮振動(dòng)吸收峰。C—H鍵面內(nèi)彎曲振動(dòng)則出現(xiàn)在1 171 cm-1處左右；800 cm-1處為1，4二取代苯環(huán)的C—H鍵面外彎曲振動(dòng)。符合聚苯胺的特征峰。
2.2" 聚苯胺/空心玻璃微球復(fù)合材料的表征
2.2.1" 空心玻璃微球磺化前后包覆效果
磺化前后包覆聚苯胺電鏡掃描照片如圖2所示。圖2（a）為苯胺在未磺化的空心玻璃微球上聚合形成聚苯胺，從圖2（a）中可以看出苯胺在其表面聚合程度較差，多數(shù)空心玻璃微球上包覆的聚苯胺厚度較薄，甚至圖中存在完全未包覆上的情況。由圖2（b）中可以看出，經(jīng)磺化處理后的玻璃微珠表面包覆的聚苯胺層厚，聚合程度較好，并且較為均勻。這是因?yàn)榛腔诓Ａ⒅楸砻嬉肓嘶撬峁δ苄曰鶊F(tuán)，使苯胺更好地在其表面聚合成聚""""" 苯胺[11]。
2.2.2" 反應(yīng)時(shí)間對(duì)復(fù)合材料形貌的影響
不同反應(yīng)時(shí)間制備出的聚苯胺/空心玻璃微球掃描電鏡照片如圖3所示?？梢钥吹骄郾桨吩诙趸栉⑶虮砻孢M(jìn)行聚合，形成聚苯胺包覆層，復(fù)合材料是中空球殼結(jié)構(gòu)，即內(nèi)部中空結(jié)構(gòu)均勻的球形。隨著時(shí)間的增加空心玻璃微球表面聚合的聚苯胺層厚度不斷增加。
2.2.3" 反應(yīng)時(shí)間長短對(duì)聚苯胺/空心玻璃微球電導(dǎo)率的影響
反應(yīng)時(shí)間對(duì)聚苯胺/空心玻璃微球電導(dǎo)率的影響見圖4。根據(jù)圖4可得結(jié)論，當(dāng)反應(yīng)時(shí)間不長時(shí)，復(fù)合材料的電導(dǎo)率相對(duì)較小，當(dāng)反應(yīng)時(shí)間越來越長時(shí)，空心玻璃微球表面聚合的聚苯胺層厚度也逐漸增大，樣品電導(dǎo)率迅速增大，在6 h左右達(dá)到最大值0.76 S·cm-1。隨著時(shí)間的繼續(xù)增長，副反應(yīng)增加，電導(dǎo)率降低[12]。
3" 結(jié) 論
本實(shí)驗(yàn)制備了聚苯胺/空心玻璃微球，并用SEM、IR、四探針等測試手段分析聚苯胺及聚苯"" 胺/空心玻璃微球復(fù)合材料的形貌及電導(dǎo)率。紅外光譜圖表明，乳液聚合法成功制備出了聚苯胺，制備出的聚苯胺呈球狀，分布均勻，無團(tuán)聚，球形聚苯胺的粒徑大約為500 nm。本實(shí)驗(yàn)用硫酸對(duì)空心玻璃微球進(jìn)行磺化后，在玻璃微珠表面引入了磺酸功能性基團(tuán)，使苯胺更好地在其表面聚合成聚苯胺；聚苯胺/空心玻璃微球的電鏡掃描圖表明，隨著時(shí)間增加，空心玻璃微球表面聚合的聚苯胺包覆層厚度增加；同時(shí)增加反應(yīng)時(shí)間可以增加聚苯胺/空心玻璃微球的電導(dǎo)率，在6 h左右達(dá)到最大值0.76 S·cm-1。
參考文獻(xiàn)：
［1］孫建麗. 導(dǎo)電高分子材料研究進(jìn)展[J].電氣傳動(dòng)自動(dòng)化，2021，43（2）：49-51.
［2］譚德新，王艷麗，簡杰婷，等. 無機(jī)酸摻雜對(duì) Pd/PANI 納 米復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)和導(dǎo)電率的影響 [J]. 化工新型材料，2020，48（1）：140-143.
［3］胡呈元，劉媛，?，帲? 原位聚合法制備 PANI/RGO導(dǎo)電復(fù)合材料的性能[J]. 工程塑料應(yīng)用，2018，46（3）：30-34.
［4］CHANG H J. Synthesis of hollow spherical polyaniline by using poly（styrene-co-acrylic acid） sphere as the template for high adsorption of Cr（VI）[J]. Journal of Applied Polymer Science， 2022， 139（35）.
［5］ZHOU X. Preparation of PANI-coated hollow glass microsphere and its application in dual-band stealth coated fabric[J]. Polymer Bulletin， 2021： 1-16.
［6］WISAM H H. Preparation and characterization of polylactic acid/polycaprolactone clay nanocomposites[J]. Journal of Applied Sciences， 2010， 10（2） ： 97.
［7］GAO C Y， MENG L Y， PIAO S H，et al. Hollow submicron-sized spherical conducting polyaniline particles and their suspension rheology under applied electric fields[J]. Polymer， 2018， 140 ： 80-88.
［8］賈涵梟. MnO2@PANI復(fù)合材料的制備及吸波性能研究[D]. 淮南：安徽理工大學(xué)，2019.
［9］孫象雨. 聚苯胺基多孔炭電極材料的制備與性能研究[D].北京：北京化工大學(xué)，2020.
［10］LIU H Y. Heteroatom-doped hollow carbon spheres made from polyaniline as an electrode material for supercapacitors[J]. RSC Advances， 2019， 9（28） ： 15868-15873.
［11］胡勝，辛斌杰，劉煜璇，等.聚苯胺的合成及其應(yīng)用[J].合成纖維，2022，51（6）：8-13.
［12］馬岳，張愛黎，徐媛媛.微乳液法制備導(dǎo)電聚苯胺及其在防腐涂層中的應(yīng)用[J].電鍍與涂飾，2016，35（22）：1168-1173.
Preparation of Polyaniline/Hollow Glass Microspheres Conductive Materials
WANG Yu-ying， JIA Yi-liang， WU Yi-ting， SONG Jia-ning， ZHAO Hai-tao
（Shenyang Ligong University， Shenyang Liaoning 110168， China）
Abstract：" The polyaniline was prepared by emulsion polymerization， and the hollow glass microspheres were sulfonated and then coated with polyaniline to prepare the polyaniline/hollow glass microsphere composite material. The morphology and electrical conductivity of polyaniline and polyaniline/hollow glass microsphere composites were analyzed by SEM， IR， four-probe testing method. The results showed that the particle size of spherical polyaniline was about 500 nm， and there was no obvious agglomeration. After sulfonation of the hollow glass microspheres， the surface of the hollow glass microspheres could be better coated by polyaniline. The conductivity of the polyaniline/hollow glass microspheres composite increased with the increase of the reaction time， and the highest conductivity could reach up to 0.76 S·cm-1.
Key words： "Polyaniline; Hollow spheres; Sulfonated hollow glass microspheres; Composite structure
