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聚苯胺导电复合材料的制备及其性能研究
摘要：
聚苯胺作为一种导电材料，在诸多领域中都有着广泛的应用。然而，在某些特殊条件下，聚苯胺的性能并不能满足需求。因此，对于聚苯胺的复合材料的研究变得尤为重要。本文以聚苯胺和导电填料为研究对象，考察了不同比例的聚苯胺与导电填料的复合材料的制备方法，同时也对其物理、化学性质进行了研究。研究结果表明，聚苯胺和导电填料制备成的复合材料具有较高的导电性能和优良的机械稳定性，且在某些特殊条件下，复合材料的性能表现更加出色。
关键词：聚苯胺；导电复合材料；制备方法；性能研究
一、引言
聚苯胺是一种独特的导电高分子材料，其在诸多领域中都有着广泛的应用，如电化学传感器、能源储存和转换器件等等。然而，在某些特殊条件下，聚苯胺的性能并不能满足需求，因此对于聚苯胺的复合材料的研究变得尤为重要。
复合材料是一种由两种或两种以上的材料聚合在一起形成的新材料，它们能够将各自的优点加以结合，从而得到更好的性质。目前，聚苯胺与导电填料的复合材料已经得到了广泛的研究，如聚苯胺复合碳纤维、复合碳纳米管等等。这些复合材料具有良好的导电性能、机械稳定性和化学稳定性等优异特性。因此，本文主要研究聚苯胺和导电填料制备成的导电复合材料的性能。
二、实验方法
1.实验材料
聚苯胺（PANI），导电填料（纳米银颗粒），甲苯，乙醇，聚乙烯醇（PVA），二甲基亚砜（DMSO），硫酸（H2SO4），氮气。
2.聚苯胺和导电填料的复合材料制备
(a)加入聚苯胺、导电填料和甲苯的混合溶液中，使其均匀混合，然后在磁力搅拌器中搅拌3小时间，得到混合溶液A。
(b)称取一定量的PVA，在DMSO中溶解，得到PVA/DMSO混合溶液B。
(c)在室温下，将混合溶液A滴加至混合溶液B中，使其均匀混合，得到PANI/导电填料/PVA复合材料。
3.扫描电子显微镜（SEM）测试
将制备好的PANI/导电填料/PVA复合材料样本进行表面形貌测试。
4.红外光谱（FT-IR）测试
使用FT-IR测试仪对制备好的复合材料进行红外光谱测试。
5.电阻率测试
采用四探针法测试不同比例的PANI/导电填料/PVA复合材料的电阻率。
三、结果与分析
1.SEM分析
从SEM测试结果可以发现，PANI/导电填料/PVA复合材料中导电填料均匀分布于聚苯胺和PVA的基质中，形成了一种致密的网状结构，这有利于提高复合材料的导电性能。
2.FT-IR分析
从FT-IR测试结果可以发现，PANI/导电填料/PVA复合材料中聚苯胺的主要吸收峰在1180cm^-1和1530cm^-1处。同时，在复合材料的红外光谱图谱上，也可以发现一些导电填料的吸收峰，说明导电填料已经成功地与聚苯胺和PVA共聚。
3.电阻率测试分析
电阻率测试结果表明，PANI/导电填料/PVA复合材料中导电填料的比例越高，电阻率越小，导电性能越好。当导电填料的比例超过5%时，复合材料的电阻率降到了达到极小值。这是因为导电填料直接参与到了材料的导电通路中，提高了导电通路的连通性，从而提高了材料的导电性能。
四、结论
通过本次实验结果可以得出以下结论：
1.PANI和导电填料可以共聚成具有良好导电性能的PANI/导电填料复合材料；
2.PVA的加入可以改善复合材料的机械性能，并保证聚苯胺和导电填料的均匀分散；
3.导电填料的比例对复合材料的电阻率和导电性能有显著影响，导电填料占总量的比例越高，电阻率越小。
综上所述，在今后的研究中，可以通过针对PANI/导电填料/PVA复合材料的制备条件和复合材料中导电填料种类的改变来改善复合材料的性能，以满足不同领域对于导电材料的需求。