CN103539960B - 一种乙烯-醋酸乙烯酯共聚物/聚苯胺复合导电泡沫的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种乙烯-醋酸乙烯酯共聚物/聚苯胺复合导电泡沫的制备方法。由于泡沫中微孔的存在阻碍了体系中导电网络的构建，因此 泡沫制备比较困难。本发明将EVA泡沫置于一定浓度的碱溶液中处理，使EVA泡沫表面被刻蚀出更多的活性点，获得碱处理的EVA泡沫（SH-EVA），然后将其置于苯胺单体中，依靠吸附、氢键等物理作用使SH-EVA泡沫与苯胺单体结合，随后，引发苯胺单体在SH-EVA泡沫表面聚合，使得PANI均匀包覆于SH-EVA泡沫表面，制备得SH-EVA/PANI复合导电泡沫。本发明制作工艺、简单成本低廉有利于工业生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种复合导电发泡材料的制备方法，具体涉及一种乙烯-醋酸乙烯酯共聚物/聚苯胺复合导电泡沫的制备方法。
背景技术
聚苯胺被认为是最有实际应用前景的导电聚合物之一，使得国内外相关研究人员对之进行了深入的研究。由于聚苯胺不溶于一般的有机溶剂，综合力学性能差以及流变性能不良的缺点导致其难于采用传统的成型加工方法进行加工，这就严重阻碍了它在各领域大规模的推广应用。因此，改进聚苯胺的加工性是促进其实用化的关键。人们进行了不懈的努力，而制备聚苯胺复合材料的原始出发点即是为了克服其不良的加工性能。以PANI作为导电填料与高分子材料复合制备而成的导电高分子复合材料（CPCs）具有导电性能优良且可调、化学稳定性好、成本低等优点，现已广泛应用于电子器件、传感器、分子导线等领域。CPCs 中受到广泛关注的一类是复合型导电高分子泡沫，它不仅具有上述优点，且质量更轻、比强度高、可吸收和缓冲冲击载荷，是理想的静电保护和电磁屏蔽材料，其在航空航天、汽车等领域的应用不仅可以节省材料和能量、降低成本，且可使操作更加灵活方便。然而由于泡沫中微孔的存在阻碍了体系中导电网络的构建，因此 CPCs泡沫制备比较困难，如何构建性能优异的CPCs 泡沫具有重要的实际意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种工艺简单且成本低廉的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物/聚苯胺复合导电泡沫的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种乙烯-醋酸乙烯酯共聚物/聚苯胺复合导电泡沫的制备方法，其特别之处在于：
由以下步骤实现：
（1）将EVA泡沫置于浓度为0.5 ~ 20% 或溶液中，超声处理0.2 ~1 h，然后将EVA泡沫用水淋洗至中性，干燥获得EVA泡沫，将此EVA泡沫记为SH-EVA；
（2）取SH-EVA泡沫于室温下加入苯胺单体浸泡，SH-EVA与苯胺单体的质量比为1/2.5 ~ 1/40，浸泡时间为10 ~ 60 min，然后将其加入至浓度为0.5 ~ 3 mol/L的酸溶液中，搅拌15 ~ 100 min，在搅拌的同时，在条件下，滴加过硫酸铵溶液引发苯胺单体聚合，过硫酸铵与苯胺单体的质量比例为0.5/1 ~ 4/1，聚合时间为4 ~ 12 h，聚合完成后取出负载好的泡沫，用水淋洗材料表面至淋洗液无色，然后放于室温下干燥，制得SH-EVA/ PANI复合导电泡沫。
所述步骤1中或KOH溶液的浓度为0.5%；步骤2中SH-EVA与苯胺单体的质量比为1/2.5 ~ 1/20，酸溶液的浓度为0.5mol/L，过硫酸铵与苯胺单体的质量比例为0.5/1。
所述的EVA采用醋酸乙烯质量百分比为15-35%。
所述酸溶液为盐酸、硫酸、氨基磺酸、十二烷基苯磺酸、樟脑磺酸。
所述的EVA采用醋酸乙烯质量百分比为18%，EVA泡沫的尺寸为长 × 宽 × 高为 6 mm × 6 mm × 1 mm或10 mm × 5 mm × 1 mm。
与现有技术相比较，本发明具有以下有益效果：
本发明采用物性优良、无毒的发泡材料，其由于气相的存在具有密度低、比强度高、能吸收载荷等优点的乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）泡沫，将EVA泡沫置于一定浓度的碱溶液中处理，可使EVA泡沫表面被刻蚀出更多的活性点，使得EVA泡沫与PANI之间的结合牢度增加，进而获得更多PANI包覆的EVA泡沫，同时，根据制备工艺的控制，可以对所制备的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物/聚苯胺复合导电泡沫的表面电阻进行调节（1012 ~ 102 Ω），满足使用要求，采用该方法制备乙烯-醋酸乙烯酯共聚物/聚苯胺复合导电泡沫，成本低廉，工艺简便，有利于工业生产。
附图说明
图1为实施例1中SH-EVA与苯胺单体的质量比为1/2.5时复合发泡材料的SEM照片；
图2为实施例2中SH-EVA与苯胺单体的质量比为1/5时复合发泡材料的SEM照片；
图3为实施例3中SH-EVA与苯胺单体的质量比为1/20时复合发泡材料的SEM照片。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细的说明。
本发明所述的一种乙烯-醋酸乙烯酯共聚物/聚苯胺复合导电泡沫的制备方法，由以下步骤实现：
（1）将EVA泡沫置于浓度为0.5 ~ 20% 或KOH溶液中，超声处理0.2 ~1 h，然后将EVA泡沫用水淋洗至中性，干燥获得EVA泡沫，将此EVA泡沫记为SH-EVA；
（2）取SH-EVA泡沫于室温下加入苯胺单体浸泡，SH-EVA与苯胺单体的质量比为1/2.5 ~ 1/40，浸泡时间为10 ~ 60 min，然后将其加入至浓度为0.5 ~ 3 mol/L的酸溶液中，搅拌15 ~ 100 min，在搅拌的同时，在条件下，滴加过硫酸铵溶液引发苯胺单体聚合，过硫酸铵与苯胺单体的质量比例为0.5/1 ~ 4/1，聚合时间为4 ~ 12 h，聚合完成后取出负载好的泡沫，用水淋洗材料表面至淋洗液无色，然后放于室温下干燥，制得SH-EVA/ PANI复合导电泡沫。
所述步骤1中或KOH溶液的浓度为0.5%；步骤2中SH-EVA与苯胺单体的质量比为1/2.5 ~ 1/20，酸溶液的浓度为0.5mol/L，过硫酸铵与苯胺单体的质量比例为0.5/1。
所述的EVA采用醋酸乙烯质量百分比为15-35%。
所述酸溶液为盐酸、硫酸、氨基磺酸、十二烷基苯磺酸、樟脑磺酸。
所述的EVA采用醋酸乙烯质量百分比为18%，EVA泡沫的尺寸为长 × 宽 × 高 = 6 mm × 6 mm × 1 mm或10 mm × 5 mm × 1 mm。
实施例一：
（1）将EVA泡沫置于浓度为0.5% 或KOH溶液中，超声处理0.5 h，然后将EVA泡沫用水淋洗至中性，干燥获得EVA泡沫，将此EVA泡沫记为SH-EVA；
（2）取SH-EVA泡沫于室温下加入苯胺单体浸泡，SH-EVA与苯胺单体的质量比为1/2.5，浸泡时间为30min，然后将其加入至浓度为0.5 mol/L的溶液中，搅拌60 min，在搅拌的同时，在条件下，滴加过硫酸铵溶液引发苯胺单体聚合，过硫酸铵与苯胺单体的质量比例为1.5/1，聚合时间为6 h，聚合完成后取出负载好的泡沫，用水淋洗材料表面至淋洗液无色，然后放于室温下干燥，制得SH-EVA/PANI复合导电泡沫，其表面电阻为5.56 × 104 Ω，其形貌如图1所示。
其中，所述的EVA采用醋酸乙烯质量百分比为18%，EVA泡沫的尺寸为长 × 宽 × 高 为6 mm × 6 mm × 1 mm。
实施例二：
（1）将EVA泡沫置于浓度为0.5%溶液中，超声处理0.5 h，然后将EVA泡沫用水淋洗至中性，干燥获得EVA泡沫，将此EVA泡沫记为SH-EVA；
（2）取SH-EVA泡沫于室温下加入苯胺单体浸泡，SH-EVA与苯胺单体的质量比为1/5，浸泡时间为30 min，然后将试管内物质加入至浓度为0.5 mol/L的溶液中，搅拌60 min，在条件下，滴加过硫酸铵溶液引发苯胺单体聚合，过硫酸铵与苯胺单体的质量比例为1.5/1，聚合时间为6 h，聚合完成后取出负载好的泡沫，用水淋洗材料表面至淋洗液无色，然后放于室温下干燥，制得SH-EVA/PANI复合导电泡沫。其表面电阻为9.27 × 104 Ω，其形貌如图2所示。
其中，所述的EVA采用醋酸乙烯质量百分比为18%，EVA泡沫的尺寸为长 × 宽 × 高 = 6 mm × 6 mm × 1 mm。
实施例三：
（1）将EVA泡沫至于浓度为0.5%的溶液中，超声处理0.5 h，然后，然后将EVA泡沫用清水淋洗至中性，干燥获得碱处理的EVA泡沫，将此EVA泡沫记为SH-EVA；
（2）取SH-EVA泡沫于室温下加入苯胺单体浸泡，SH-EVA与苯胺单体的质量比为1/20，浸泡时间为30 min，然后将其加入至浓度为0.5 mol/L的溶液中，搅拌60 min，在条件下，滴加过硫酸铵溶液引发苯胺单体聚合，过硫酸铵与苯胺单体的质量比例为1.5/1，聚合时间为6 h，聚合完成后取出负载好的泡沫，用水淋洗材料表面至淋洗液无色，然后放于室温下干燥，制得SH-EVA/PANI复合导电泡沫，其表面电阻为5.56 × 103 Ω，其形貌如图2所示。
其中，所述的EVA采用醋酸乙烯质量百分比为18%，EVA泡沫的尺寸为长 × 宽 × 高 = 6 mm × 6 mm × 1 mm。
实施例四：
（1）将EVA泡沫至于浓度为0.5%的溶液中，超声处理0.5 h，然后，将EVA泡沫用清水淋洗至中性，干燥获得碱处理的EVA泡沫，将此EVA泡沫记为SH-EVA；
（2）取SH-EVA泡沫于室温下加入苯胺单体浸泡，SH-EVA与苯胺单体的质量比为1/20，浸泡时间为30 min，然后将其加入至浓度为0.5 mol/L的溶液中，搅拌60 min，在25条件下，滴加过硫酸铵溶液引发苯胺单体聚合，过硫酸铵与苯胺单体的质量比例为1.5/1，聚合时间为6 h，聚合完成后取出负载好的泡沫，用水淋洗材料表面至淋洗液无色，然后放于室温下干燥，制得SH-EVA/PANI复合导电泡沫，其表面电阻为6.18 × 103 Ω。
其中，所述的EVA采用醋酸乙烯质量百分比为18%，EVA泡沫的尺寸为长 × 宽 × 高 = 10 mm × 5 mm × 1 mm。
实施例五：
（1）将EVA泡沫至于浓度为20%的溶液中，超声处理1h，然后，将EVA泡沫用清水淋洗至中性，干燥获得碱处理的EVA泡沫，将此EVA泡沫记为SH-EVA；
（2）取SH-EVA泡沫于室温下加入苯胺单体浸泡，SH-EVA与苯胺单体的质量比为1/40，浸泡时间为60 min，然后将其加入至浓度为3mol/L的溶液中，搅拌80 min，在条件下，滴加过硫酸铵溶液引发苯胺单体聚合，过硫酸铵与苯胺单体的质量比例为4/1，聚合时间为10h，聚合完成后取出负载好的泡沫，用水淋洗材料表面至淋洗液无色，然后放于室温下干燥，制得SH-EVA/PANI复合导电泡沫，其表面电阻为6.18 × 103 Ω。
其中，所述的EVA采用醋酸乙烯质量百分比为18%，EVA泡沫的尺寸为长 × 宽 × 高 = 10 mm × 5 mm × 1 mm。
本发明的特点在于采用碱处理EVA泡沫工艺，进而制备乙烯-醋酸乙烯共聚物/聚苯胺复合导电泡沫，一方面利用EVA泡沫优异的性能赋予PANI较好的可加工性，另一方面制备表面电阻可调节的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物/聚苯胺复合导电泡沫，拓展其应用领域。
Claims (5)
1.一种乙烯-醋酸乙烯酯共聚物/聚苯胺复合导电泡沫的制备方法，其特征在于：
由以下步骤实现：
（1）将EVA泡沫置于浓度为0.5 ~ 20% 或溶液中，超声处理0.2 ~1 h，然后将EVA泡沫用水淋洗至中性，干燥获得EVA泡沫，将此EVA泡沫记为SH-EVA；
（2）取SH-EVA泡沫于室温下加入苯胺单体浸泡，SH-EVA与苯胺单体的质量比为1/2.5 ~ 1/40，浸泡时间为10 ~ 60 min，然后将其加入至浓度为0.5 ~ 3 mol/L的酸溶液中，搅拌15 ~ 100 min，在搅拌的同时，在条件下，滴加过硫酸铵溶液引发苯胺单体聚合，过硫酸铵与苯胺单体的质量比例为0.5/1 ~ 4/1，聚合时间为4 ~ 12 h，聚合完成后取出负载好的泡沫，用水淋洗材料表面至淋洗液无色，然后放于室温下干燥，制得SH-EVA/ PANI复合导电泡沫。
2.根据权利要求1所述的一种乙烯-醋酸乙烯酯共聚物/聚苯胺复合导电泡沫的制备方法，其特征在于：所述步骤1中或KOH溶液的浓度为0.5%；步骤2中SH-EVA与苯胺单体的质量比为1/2.5 ~ 1/20，酸溶液的浓度为0.5mol/L，过硫酸铵与苯胺单体的质量比例为0.5/1。
3.根据权利要求1或2所述的一种乙烯-醋酸乙烯酯共聚物/聚苯胺复合导电泡沫的制备方法，其特征在于：所述的EVA采用醋酸乙烯质量百分比为15-35%。
4.根据权利要求1或2所述的一种乙烯-醋酸乙烯酯共聚物/聚苯胺复合导电泡沫的制备方法，其特征在于：所述酸溶液为盐酸、硫酸、氨基磺酸、十二烷基苯磺酸、樟脑磺酸。
5. 根据权利要求1所述的一种乙烯-醋酸乙烯酯共聚物/聚苯胺复合导电泡沫的制备方法，其特征在于：所述的EVA采用醋酸乙烯质量百分比为18%，EVA泡沫的尺寸为长 × 宽 × 高为 6 mm × 6 mm × 1 mm或10 mm × 5 mm × 1 mm。
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Effective date of registration: 20230420 Address after: Room 10817-Y8, 8th Floor, Building C, City Gate, No.1 Jinye Road, High tech Zone, Xi'an City, Shaanxi Province, 710075 Patentee after: Shaanxi Zhongsheng Road Maintenance Engineering Technology Co.,Ltd. Address before: 710021 Shaanxi city of Xi'an province Weiyang University City Patentee before: SHAANXI University OF SCIENCE & TECHNOLOGY |
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| TR01 | Transfer of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20150610 |