聚合物基导电聚合物复合材料的合成方法、结构与性能关系研究

本项目旨在研制一种新型导电性聚合物基复合材料。以掺杂态导电聚合物为导电填料，以具有纤维形态的甘肃产镁铝硅酸盐结晶水合物凹凸棒石为无机纳米增强材料，采用原位聚合- - 现场吸附聚合方法，与热塑性聚合物（PE、PP、PC等）合成出具有不同结构和导电性的聚合物基复合材料，以期解决导电聚合物的成型加工问题。通过研究降低凹凸棒石表面能，提高热稳定性的有效方法，解决凹凸棒石表面与导电聚合物和聚合物基体的相容性和晶束聚集问题；研究发展具有核壳结构的导电聚合物/凹凸棒石复合材料在聚合物基体中良好分散的有效方法，研究聚合物基体、凹凸棒石、表面修饰剂和导电聚合物之间的微相互关系，阐明不同材料结构与性能关系的一系列理论问题，这将为改善导电聚合物的加工性能，开发甘肃丰富的矿物资源，提高聚合物复合材料的综合性能，扩大导电聚合物的应用领域提供新的思路和理论、实验依据。

导电高分子聚合物与无机粒子复合制备的多功能复合材料在电学、磁学、微波吸收、催化、电池材料以及化学传感器等领域具有良好的应用前景。具有导电性的聚合物基复合材料制备方法和工艺，无机物表面修饰以及导电性组分的结构等都是决定复合材料结构、导电性能等的关键因素。. 本项目通过研究凹凸棒石表面修饰的有效方法，解决凹凸棒石表面与导电聚合物的相容性和晶束聚集问题。. 围绕着导电聚合物复合材料如聚苯胺和聚吡咯的合成方法，无机物的表面修饰方法及其与导电聚合物的复合材料制备方法，如何提高材料导电性等这些重要问题，从导电聚苯胺和聚吡咯的合成、导电聚合物复合材料的制备、复合材料导电性模型建立与分析等三个层面展开研究，已经完成了研究计划，取得了一系列有特色的创新性成果。. （1）研究、分析并得到了无机物蒙脱土、凹凸棒石的湿法提纯方法、活化及表面修饰方法。. （2）研究、分析并得到了导电聚苯胺、聚吡咯的合成方法，并运用灰色预测理论，建立灰色预测模型，采用灰色关联分析系统研究不同制备条件对聚苯胺导电材料导电性能的影响，确定影响导电材料电导率的大小的主次因素。. （3）研究、分析并得到了导电聚苯胺、聚吡咯与无机物蒙脱土、凹凸棒土复合的导电复合材料的合成方法，并采用逾渗理论对其导电性能进行分析，通过两者逾渗模型的建立与分析比较，以期揭示导电复合材料的结构与性能关系。. （4）研究、分析得到核壳式结构的导电聚合物/凹凸棒石/聚合物基纳米复合材料的制备方法。采用原位聚合——现场吸附聚合联合的方法，在进行凹凸棒石改性的同时，实施导电聚合物的原位聚合和聚合物基材的现场吸附聚合方法，制备得到的导电聚合物/凹凸棒石/聚合物基材复合材料并对成型试样的导电性、成型性和力学性能进行了研究。