EIS研究纳米导电聚合物在铜面的自修复作用机理及性能提高方法

导电聚合物在铜表面形成的钝化层与常规钝化层相比，具有独特的自修复特性。自修复作用机理的揭示，是提高钝化层耐腐蚀性能的关键。本项目拟在常规电化学研究方法的基础上，以电化学阻抗谱(EIS)方法为主体，电化学红外和密度泛函方法辅助，分析导电聚合物结构、纳米粒子形状和掺杂形态对自修复特性的影响，从结构上揭示钝化过程中自修复作用的原理，从而克服了单纯依靠电化学方法研究腐蚀过程之不足。据此，总结自修复型纳米导电聚合物的结构特性，优化工艺参数，设计出新型、高效的自修复性能的纳米导电聚合物钝化体系，提高印制线路板(PCB)铜面的稳定可靠性能。本项目可以全面揭示导电聚合物自修复的本质特性，为工艺改进提供理论依据，避免了仅仅依靠经验进行工艺筛选的缺陷，具有重要的理论意义和实际价值。

本项目采用微乳液聚合与热固化相结合的方法，制备了多孔的纳米聚苯胺/聚丙烯酸酯聚合材料，这种聚合膜具有两种形貌的质子迁移隧道：互联亲水性沟(IHT)和互联两亲基地(CAM)。随着聚苯胺的含量增加，互联亲水性沟(IHT)和互联两亲基底(CAM)在3D区域上互相交联并且形成清晰的晶界结构。这种特殊的形貌决定了材料具有耐腐蚀特性、高的导电性以及pH敏感性等优异性能。并通过三元微乳液相图优化工艺参数，设计出新型、高效的纳米导电聚合物体系。.此外，采用循环伏安、交流阻抗等电化学方法研究了复合膜的反应历程。发现了纳米聚苯胺/聚丙烯酸酯的感抗行为，这是由于在复合膜基体内阳离子是固定位点，阴离子是可移动离子，可移动离子从一个固定位点跳跃至下一个固定位点，从而实现离子传导。当亲水渠道非常小时（0.5～1.5µm），沿着油水界面上分布的羧基基团和磺酸基团与水分子充分接触。羧基基团和磺酸基团作为可移动的阴离子对离子传导起到积极作用。此外，深入研究了复合膜的pH值、颜色与电导率之间的关系，并利用复合膜对pH值的快速响应功能，设计了pH传感器，开发了纳米聚苯胺复合材料在传感器领域的应用。