Page 69 - 《橡塑技术与装备》2019年24期（12月下半月塑料）

测试与分析
的苯胺吸附在炭黑表面，在氧化剂的作用下，生成更
为致密的炭黑 / 聚苯胺复合粒子 [56~59] 。同时，表面活
性剂吸附在炭黑表面形成吸附层，吸附层的空间位阻
效应在一定程度上有利于炭黑颗粒稳定存在
然而，阳离子表面活性剂过多，使被溶物的化学
势力太大地降低，导致苯胺和炭黑粒子容易团聚成更
大的颗粒不利于导电 ；而表面活性剂过少，使被溶物
的化学势力没有适当地降低，不能使得更多的苯胺吸
附在炭黑表面，容易导致苯胺粒子游离在体系之外，
也不利于导电率的提高 [61] 。只有在适当地比例 5:1 时，
才能使得更多的苯胺均匀地吸附在炭黑表面，而且使
被溶物的化学势力适当地降低，不能造成由于相互较
大地范德华力作用，使得胺和炭黑粒子团聚成更大的
颗粒，而是形成较为细小的颗粒，如图 4(d) 所示，颗
粒比未加表面活性剂的颗粒要小，有利于导电率的提
高。
2.3 阴离子表面活性剂对聚苯胺 / 炭黑复合
粒子导电性能的影响
添加苯胺 / 阴离子表面活性剂的摩尔质量比例为
7:1 和未添加表面活性剂的复合粒子的电导率如表 6
所示。
表 6 样品的电导率
苯胺与表面活性剂摩尔质量比例
未加表面活性剂
阴离子 7:1
阳离子 7:1
由表 6 可以看出，添加阴离子表面活性剂样品的
电导率比未加表面活性剂的要高出 3 个数量级 ；在苯
胺 / 表面活性剂相同比例时，添加阴离子表面活性剂
的电导率要比添加阳离子的高出几倍。
出现这种结果的原因可能是，在此比例时添加阴
离子表面活性剂的苯胺和炭黑之间的范德华作用更为
适中，形成的颗粒更为细小，因此导电率较高。另一
个因素是阴离子表面活性剂十二烷基磺酸钠的分子量
小，更容易吸附炭黑的表面，且对周围的另外苯胺 /
炭黑颗粒有一定的排斥作用，更易形成粒径较小的颗
粒且均匀地分散，从而有利于导电。
2.4 阴 / 阳 离 子 表 面 活 性 剂 复 配 对 聚 苯 胺 /
炭黑复合粒子导电性能的影响
在两种表面活性剂的摩尔比在 1:1 的情况下，改
变苯胺 / 表面活性剂的摩尔比，具体的电导率如表 7
所示。
年
2019 第 45 卷
艾罡·表面活性剂对炭黑 / 聚苯胺电导率的影响
表 7 样品的电导率
-1
苯胺与表面活性剂摩尔质量比例 电导率 /(S·cm )
未加表面活性剂 4.186
1:1 785.257
[60] 。 5:1 704.194
8:1 863.241
由上表可以看出，任何一组添加表面活性剂的电
导率都比未添加表面活性剂的电导率要高出 2 个数量
级。但是其用量对炭黑 / 聚苯胺复合粒子的导电性能
的影响不大，电导率的数值波动性不大。出现这种情
况的原因可能是由于阴阳离子表面活性剂在酸性环境
下，相互之间发生反应，使得体系中的苯胺不能有效
地吸附在炭黑表面或者是团聚成为了较大地颗粒，另
一个因素可能是两种表面活性剂表现出的作用不同，
使得苯胺和炭黑形成的颗粒大小不均匀，造成炭黑 /
聚苯胺复合粒子的导电性能混乱，不利于导电率的提
高。
从上表的数据可看出，不同比例的电导率数值起
伏不定，但是起伏的幅度不大，且用量对炭黑 / 聚苯
胺复合粒子的导电性能影响不大。
3 结论
本课题主要研究了阳离子表面活性剂用量、阴离
-1
电导率 /(S . cm ) 子表面活性剂以及复配的阴阳离子表面活性剂用量三
4.186 方面对炭黑 / 聚苯胺复合粒子的电导率的影响，通过
2 472.876
1 095.309 扫描电镜、四探针电导率测试仪对其进行了测试和表
征。利用原位聚合法，合成了导电性能更为优良的添
加表面活性剂的炭黑 / 聚苯胺复合粒子 ；在苯胺 / 阳离
子表面活性剂摩尔质量比在 5:1 时，炭黑 / 聚苯胺复
-1
合粒子的电导率达到最高，数值为 4 142.052 S·cm ，
比未加表面活性剂的要高出 3 个数量级 ；添加阴离子
表面活性剂的炭黑 / 聚苯胺复合粒子的电导率也得到
了提高，且比添加同比例的阳离子表面活性剂的相对
高些 ；而添加复配的阴阳离子表面活性剂对炭黑 / 聚
苯胺复合粒子的电导率的影响不大，但比未加表面活
性剂的要高出 2 个数量级。本实验采用在苯胺和炭黑
的聚合体系中添加表面活性剂，获得了导电率较高的
炭黑 / 聚苯胺复合粒子，比未加表面活性剂的炭黑 / 聚
苯胺复合粒子要高出 3 个数量级，且在扫描电镜的照
片上观察到的效果较好。
参考文献 :
[1] MacDiarmid A G．Electrochemical Characteristics of
Polyaniline Cathode and Anode in Aqueous Electrolytes[J]．
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