1. 研究目的与意义
工业发展初期,金属因具有良好的导热性和导电性被人们用来作导电材料,但是金属毕竟是不可再生资源,而且价格也比较昂贵,因此,柔性导电复合材料应运而生,并得到广泛的关注和研究。
柔性导电复合材料是一种兼具优异导电性和良好力学性能的新型导电复合材料,目前常用的填料是碳纳米管和石墨烯,虽然具有优异性能,但价格较高,所以本实验采用价格较低的ppy做柔性复合导电材料。
导电高分子具有特殊的结构及诱人的物理化学性能,采用导电性优异的新型填料制备柔性导电复合材料是当前的一个研究热点,在电极材料、传感器、金属防腐、电子器件、电磁屏蔽等领域有着广泛的应用前景。
2. 国内外研究现状分析
cs特殊的分子结构和理化性质使得cs具有良好的生物相容性(化学性质和生物性质与人体组织相似)、生物降解性(可以被人体内甲壳质霉、溶菌霉、淀粉酶、脂肪酶所分解,生成体内存在的氨基葡萄糖从而被人体吸收,构成组织细胞成分)[2] 、抗菌消炎性、黏附作用(主要是对成骨细胞和成纤细胞的黏附作用)[3] 、抗凝血作用、增强免疫以促进伤口的愈合等能力。
cs的制取通常采用化学法,制备工艺程序为:虾蟹壳经过挑选和清洗得到干净的壳,干净的壳在4%~6%的盐酸中脱钙除去无机盐的壳,再经过10%烧碱液煮清洗脱蛋白,然后经kmno4和nahso3溶液清洗漂白后晒干,得到甲壳素,甲壳素经浓碱液脱乙酰基的保温、清洗和晒干得到cs。
最近十多年,ppy的研究一直得到高度重视,它是一种典型的导电高分子,具有导电率高、无毒、环境稳定性好[4]、易于掺杂及特殊的光、电、声等特性[5],在许多方面显示出诱人的前景[6,7],它可以通过化学[8]或电化学[9]的方法合成,并利用不同的离子进行掺杂,获得更高的导电性。
3. 研究的基本内容与计划
(1)本研究采用原位化学氧化聚合法,加入掺杂剂和氧化剂,在壳聚糖表面吸附吡咯单体发生原位聚合反应,从而在壳聚糖表层形成聚吡咯导电层,超声分散后引入聚乙烯醇搅拌,抽滤制得壳聚糖/聚吡咯/聚乙烯醇柔性导电复合材料。
(2)通过调节吡咯的量,测试分析吡咯的加入对该导电复合材料的微观形貌,化学官能团,结晶度和物理力学等性能的影响。
(3)测试制得的壳聚糖/聚吡咯/聚乙烯醇柔性导电复合材料的电化学性能
4. 研究创新点
(1)目前国内关于CS/PPy-PVA柔性复合导电材料合成的研究较少,本实验通过先将溶解性较好的CS和PVA溶于溶液中,在对PPy进行改性,使其能够溶于CS/PVA的溶液中,使其共混。
(2)以三氯化铁(FeCl3)作为氧化剂,在不改变CS和PVA性能的同时,还给CS提供酸性环境,增加其溶解性。
