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东北林业大学
硕士学位论文
苯胺在纸浆纤维体系中原位聚合制备导电纸
姓名:宋豪
申请学位级别:硕士
专业:林产化学加工工程
指导教师:钱学仁;王立娟
20060601
摘要导电纸是一种具有导电性的功能纸,可广泛用作防静电包装材料、电磁屏蔽材料、面状发热材料、新能源和电化学材料、传感和致动材料等。导电纸的主要制造方法有:导电材料与纸浆纤维混抄、化学镀等。这些方法制造的导电纸存在着一些缺陷。为了克服上述方法的弊端,作者另辟蹊径,尝试一种新的制备导电纸的技术路线,即将苯胺单体在氧化剂和掺杂剂的作用下,使苯胺在纸浆纤维体系中原位吸附聚合制备导电纸。对聚苯胺/纸浆纤维复合制各导电纸的吸聚条件趸林掷嗉坝昧俊⒎从ξ露取反应时间等⒉粼犹跫掺杂酸种类及浓度、二次掺杂时间、二次掺杂温度、共掺杂等⒅浇宋纸浆种类、磺化程度、脱木素程度、打浆程度等辛颂教郑秆出了合适的吸聚条件、掺杂条件以及较好的纸浆纤维原料,明确了吸聚条件、掺杂条件、纸浆纤维与导电纸性能之间的关系。研究表明,制备导电纸的最佳吸聚条件是:过硫酸铵为氧化剂,氧化剂与苯胺质量比、聚合时间⒎从ξ露℃;最佳掺杂条件是:有机磺酸约妆交撬和无机酸蛩为掺杂剂,二次掺杂温度~。当以硫酸为掺杂酸时,导电纸的表ǎ旱币远约妆交撬嵛2粼蛹潦保嫉缰降谋砻娴缱杪士纱ā2捎枚约妆交撬岷土蛩峁膊粼樱倍约妆交撬岷土蛩岬哪Χ任:保āQ芯糠⑾郑浇宋闹掷唷⒒磨机械浆的磺化程度及化学浆的脱木素程度对导电纸的表面电阻率均有较大影响。纸浆中的磺酸基促进苯胺的吸聚,并可能对聚苯胺起自掺杂剂的作用;而纸浆中的木素阻碍在此基础上,研究了导电纸的逾渗行为。导电纸的上阈值在%与%之间,下闽值与氧化剂种类关系密切,而与掺杂剂关系不大。对导电纸的电学性能和机械性能进行了评价。所研制的导电纸已达到静电耗散材料级,接近于静电导体材料级,导电纸自身强度下降不多,但结合强度下降较多,主要原因是聚苯胺在纸浆纤维表面的沉积覆盖了羟基阻碍了氢键的形成。采用簧湎哐苌、簧湎吖獾缱幽芷和扫晶度有所降低。沉积于纸浆纤维上的聚苯胺为球形颗粒状,尺寸约为要分布于纸浆纤维的表面。导电纸表面沉积的聚苯胺的掺杂率约为,低于理论值的,掺杂优先发生在聚苯胺中醌亚胺的氮原子上。本研究所制得的导电纸成本较低,容易采用现行造纸工艺进行大规模生产。同时,℃、二次掺杂时间⒉,表面电阻率达苯胺的吸聚。纸浆的打浆度对苯胺的吸聚和导电纸的表面电阻率的影响可以忽略。的电学性能较稳定,在鲈履冢浔砻娴缱杪试黾硬怀盯5嫉缰降南宋描电子显微镜缘嫉缰降慕峁菇辛吮碚鳌V浇宋Т砗螅宋亟,主由于聚苯胺难溶难熔的特性不便于加工成型,本研究所制得的导电纸也扩大了导电聚苯胺的使用范围。关键词导电纸;纸浆纤维;原位聚合;聚苯胺;掺杂
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⒓⒃仄造纸术是我国的四大发明之一。纸