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基本信息

項(xiàng)目名稱：
特殊形態(tài)的無(wú)煙煤聚苯胺導(dǎo)電復(fù)合材料的制備研究
小類：
能源化工
簡(jiǎn)介：
微觀聚集結(jié)構(gòu)很大程度上決定了材料的性能。而想盡一切辦法來(lái)合成制備特殊形態(tài)（尤其是微觀結(jié)構(gòu)）材料似乎是很多學(xué)者對(duì)材料進(jìn)行性能優(yōu)化的切入點(diǎn)。我們一組采用微乳液法使苯胺在煤的表面發(fā)生連鎖聚合，進(jìn)而得到星星輻射狀無(wú)煙煤/聚苯胺導(dǎo)電復(fù)合材料。
詳細(xì)介紹：
采用正相微乳液法，以十二烷基硫酸鈉（SLS）為乳化劑，用苯胺乳液溶脹太西無(wú)煙煤，并引發(fā)苯胺聚合，在無(wú)煙煤表面長(zhǎng)出了聚苯胺微納米線，形成了星星輻射狀無(wú)煙煤/聚苯胺導(dǎo)電復(fù)合材料。探討了無(wú)煙煤的用量、預(yù)處理及SLS的用量對(duì)無(wú)煙煤/聚苯胺復(fù)合材料的形態(tài)及電導(dǎo)率的影響。 結(jié)果表明：SLS為8g/10mL苯胺，1/5≤無(wú)煙煤/苯胺質(zhì)量配比≤1/2，無(wú)煙煤未經(jīng)氧化處理時(shí)，更易在無(wú)煙煤表面長(zhǎng)出聚苯胺微納米棒或線，且電導(dǎo)率可達(dá)到1.898×104S?m-1。

作品專業(yè)信息

撰寫目的和基本思路

目的：嘗試用正相微乳液法合成出有星星輻射狀形貌的無(wú)煙煤/聚苯胺導(dǎo)電復(fù)合材料。 基本思路：采用正相微乳液法，以十二烷基硫酸鈉等為乳化劑，用苯胺乳液溶脹超低灰太西無(wú)煙煤后，引發(fā)其聚合制備出星星輻射狀的無(wú)煙煤/聚苯胺導(dǎo)電復(fù)合材料。

科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處

科學(xué)性：探討了表面活性劑的用量、無(wú)煙煤/苯胺質(zhì)量配比、無(wú)煙煤的氧化改性、苯胺的濃度對(duì)無(wú)煙煤/聚苯胺復(fù)合材料的形貌和導(dǎo)電率的影響。提出一條合成星星輻射狀無(wú)煙煤/聚苯胺復(fù)合材料的合適工藝。 先進(jìn)性：以煤為模板制備星星輻射狀無(wú)煙煤/聚苯胺導(dǎo)電復(fù)合材料；保留了煤的大芳香核結(jié)構(gòu)，讓其與聚苯胺復(fù)合形成更大的導(dǎo)電共軛體系；從合成方法上，改傳統(tǒng)的直接聚合為正相微乳液法聚合。

應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義

星星輻射狀無(wú)煙煤/聚苯胺復(fù)合材料和純聚苯胺一樣可用于防腐涂料、抗靜電材料 、超級(jí)電容器電極材料等，如用作導(dǎo)電填料時(shí)可降低其導(dǎo)電閥值，用作超級(jí)電容器電極時(shí)可提高其比電容及導(dǎo)電率，用作防腐填料可提高其防腐性能。這種特殊形態(tài)的煤基材料為煤的高功能材料化應(yīng)用提供了新方向。

學(xué)術(shù)論文摘要

研究目標(biāo)： 1）合成星星輻射狀無(wú)煙煤/聚苯胺復(fù)合材料，并且具有較高的導(dǎo)電性。 2）探討了表面活性劑的用量、無(wú)煙煤/苯胺質(zhì)量配比、無(wú)煙煤的氧化改性、苯胺的濃度對(duì)無(wú)煙煤/聚苯胺復(fù)合材料的形貌和導(dǎo)電率的影響。 3）提出一條合成星星輻射狀無(wú)煙煤/聚苯胺復(fù)合材料的合適工藝。 研究方法：采用正相微乳液合成法合成復(fù)合材料。通過(guò)對(duì)無(wú)煙煤預(yù)處理研究煤表面羧基含量對(duì)無(wú)煙煤/聚苯胺復(fù)合材料形貌和導(dǎo)電率的影響；通過(guò)改變煤和苯胺相對(duì)含量研究煤質(zhì)量的百分比對(duì)產(chǎn)品形貌和導(dǎo)電率的影響；通過(guò)改變?nèi)榛瘎┯昧垦芯咳榛瘎┖繉?duì)產(chǎn)品形貌和導(dǎo)電率的影響。結(jié)果表明：SLS為8g/10mL苯胺，1/5≤無(wú)煙煤/苯胺質(zhì)量配比≤1/2，無(wú)煙未經(jīng)氧化處理，煤羧基含量/苯胺為0.1365mmol/g時(shí)，更容易在無(wú)煙煤表面長(zhǎng)出聚苯胺微納米棒或線，而且電導(dǎo)率可高達(dá)18975.3S?m-1。

獲獎(jiǎng)情況

無(wú)

鑒定結(jié)果

無(wú)

參考文獻(xiàn)

無(wú)

同類課題研究水平概述

中科院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所在1985年在國(guó)內(nèi)率先開(kāi)展了對(duì)導(dǎo)電聚苯胺的研究工作。此后，國(guó)內(nèi)各科研單位也相繼對(duì)導(dǎo)電聚苯胺進(jìn)行了研究。十多年來(lái)，在眾多國(guó)內(nèi)外學(xué)者的潛心研究下，在導(dǎo)電聚苯胺的研究方面取得了很大成效，對(duì)導(dǎo)電聚苯胺的結(jié)構(gòu)、合成及摻雜導(dǎo)電機(jī)制有了較成熟的認(rèn)識(shí)；同時(shí)也研究了其溶液、熔融加工性、耐熱性能、光電性質(zhì)、非線性光學(xué)特性等，并開(kāi)發(fā)了其廣闊的應(yīng)用前景。 在導(dǎo)電聚苯胺產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)中，目前最有成效的是德國(guó)的Ormecon公司，該公司主要生產(chǎn)導(dǎo)電聚苯胺防腐涂料和抗靜電涂料，已經(jīng)在美國(guó)、日本和韓國(guó)分別建立了Ormecon America，Ormecon Japan及 Ormecon Korea三家子公司，已經(jīng)成為全球最有影響力的導(dǎo)電聚苯胺產(chǎn)品公司。 國(guó)內(nèi)聚苯胺的工業(yè)化進(jìn)程開(kāi)始于1996年，依托于長(zhǎng)春應(yīng)化所的吉林正基科技公司在國(guó)內(nèi)率先實(shí)現(xiàn)了可溶性導(dǎo)電聚苯胺及其衍生物的工業(yè)化，已經(jīng)建成年產(chǎn)60噸本征態(tài)聚苯胺、導(dǎo)電態(tài)聚苯胺的生產(chǎn)線，年產(chǎn)2000噸導(dǎo)電聚苯胺防腐涂料的生產(chǎn)線，年產(chǎn)1000噸導(dǎo)電聚苯胺抗靜電材料的生產(chǎn)線，年產(chǎn)2000噸導(dǎo)電聚苯胺鉆具螺紋脂的生產(chǎn)線，年產(chǎn)2000噸導(dǎo)電聚苯胺防腐油脂和導(dǎo)電聚苯胺防腐膠的生產(chǎn)線，年產(chǎn)2000噸黑將軍汽車水箱防銹劑、黑將軍高級(jí)長(zhǎng)效不凍液的生產(chǎn)線，年產(chǎn)2000噸水性嵌段型納米漆的生產(chǎn)線。產(chǎn)品暢銷國(guó)內(nèi)外，并得到美國(guó)杜邦公司的質(zhì)量認(rèn)可和批量定貨。并且長(zhǎng)春應(yīng)化所和正基公司目前已經(jīng)跟德國(guó)Ormecon 公司簽訂合作開(kāi)發(fā)意向合同，在世界范圍已具有相當(dāng)影響。 另外，中科本安新材料公司、中國(guó)科學(xué)院成都有機(jī)化學(xué)公司、佳華精密化學(xué)公司、常州鴻珺聚苯胺新材料公司、石家莊冀安亞泰新材料科技公司、重慶方皓化工科技有限公司、重慶金固特化工新材料技術(shù)公司、山東東營(yíng)天運(yùn)科技公司等多家企業(yè)也擁有聚苯胺原料及其產(chǎn)品的生產(chǎn)線，國(guó)內(nèi)的聚苯胺產(chǎn)業(yè)正在蓬勃發(fā)展，同時(shí)也說(shuō)明聚苯胺有廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用前景。
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