首先利用原位化学氧化聚合法将聚苯胺包覆在粉煤灰漂珠表面(FAFB/PAn),再利用低温溶胶凝胶-水热法制备BaTiO_3包覆FAFB/PAn的复合材料(FAFB/PAn/BaTiO_3),形成内核为空心漂珠、外壳依次为导电层、绝缘层的核/壳结构.采用FTIR、XRD、SEM、数字式四探针以及LCR介电谱仪对FAFB/PAn/BaTiO_3复合材料的结构与性能进行分析;以FAFB/PAn/BaTiO_3为分散相制备的电流变液,对其悬浮性及外加电场下的剪切应力进行测试.FTIR和XRD结果证明了利用本文的实验方法可成功将PAn和BaTiO_3引入到FAFB表面.电导率测试结果表明,复合材料电导率为7.8×10^(-4)S·cm^(-1),相对BaTiO_3提高了近2个数量级.在1~2000 k Hz交变电场频率测试范围内,FAFB/PAn/BaTiO_3具有相对较好的介电性能:当f=1 k Hz时εr最大为598,随电场频率的增加介电常数逐渐减小,对应的介电损耗tanδ最大为1.14,且随电场频率的增加介电损耗逐渐减小,当f=200 k Hz时tanδ=0.75,后趋于平稳.比较了7天的悬浮稳定性发现,FAFB/PAn稳定性最好,悬浮率可达88%,而包覆BaTiO_3后与纯BaTiO_3相当,仅为60%.在电场作用下FAFB/PAn/BaTiO_3表现出较明显的电流变性能,即当E=4.0 k V/mm时,剪切应力达631 Pa,且具有较好的抗击穿能力.
本文采用乳液聚合法制备了十六烷基三甲基溴化铵改性漂珠/聚苯胺复合材料(FAFB-HDTMA/PAn),利用FTIR、SEM对产物的结构与形貌进行分析,并讨论了不同氧化剂过硫酸铵(APS)浓度对FAFB-HDTMA/PAn复合材料的产物颜色及其电学性能的影响。实验结果表明:利用FTIR和SEM分析证明HDTMA对FAFB修饰改性成功,FAFB-HDTMA被PAn包覆;通过观察复合产物颜色可知,随着APS∶An浓度比的增加,产物颜色更趋近于掺杂态PAn的颜色;利用四探针技术测试发现,聚苯胺的电导率随着改性粉煤灰漂珠(FAFB-HDTMA)的加入而降低了近100倍;利用LCR数字电桥测试发现,在100 k Hz^2 MHz的频率范围内,FAFB-HDTMA/PAn复合材料的相对介电常数和介电损耗随外加频率的增大而减小,进而可知当APS:∶An浓度比为0.8时,FAFB-HDTMA/PAn复合材料的电导率和相对介电性能均为最优效果。
固化剂对涂层的防腐、力学性能起着至关重要的作用。以环氧树脂为成膜物质,采用原位复合法在环氧树脂体系中合成有机改性凹凸棒石/聚苯胺(OAT/PAn)复合涂层,分别使用改性脂肪胺固化剂593、酚醛胺固化剂T-31以及聚酰胺固化剂650对上述涂层进行固化,讨论了不同种类固化剂对涂层的化学结构、防腐和力学性能以及耐水性能的影响。利用FTIR对比了各涂层的固化结构,证明了三种固化剂均可使复合涂层固化;SEM结果表明,593固化剂固化涂层的致密性最好;电化学实验结果表明,593固化剂的固化涂层防腐性能最佳,腐蚀电位达到了Ecorr=-318 m V,腐蚀电流密度I_(corr)=1.193×10^(-6)A·cm^(-2);通过划格法评价了各涂层的附着力,发现593固化剂固化效果最好,附着力可达5B;对比浸泡168 h后涂层的耐水性发现,593固化剂耐水性最好。
