技术领域：
：本发明涉及到一种导电自清洁聚酰胺酰亚胺/聚苯胺薄膜及其制备方法，属于高分子材料共混改性和纳米复合材料的制备
技术领域：
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背景技术：
：：近年来，相对于单一组分的纳米材料，多功能复合纳米材料逐渐受到科学家们的广泛关注。复合纳米材料不仅具有量子尺寸效应、表面和界面效应等纳米材料的特点，还具有复合结构所带来的协同功能效应，从而使得复合纳米材料在光、电、磁等多领域具有广阔的应用前景。聚酰胺酰亚胺由于具有良好的力学性能、热稳定性以及可加工性成为工业和日常生活中广泛应用的高分子材料。但聚酰胺酰亚胺的高绝缘性使其极易产生、积累静电，这大大限制了它的应用领域。另一方面，聚苯胺具有较好的电性能、光学性能,和环境稳定性,是最有实际应用前景的导电聚合物之一,因而在导电塑料、纳米复合材料等方面具有广阔的应用前景。本发明利用聚酰胺酰亚胺良好的力学性能以及聚苯胺优异的导电特性，通过调节聚酰胺酰亚胺与聚苯胺的比例，来获得电导率可控以及力学性能优异的聚酰胺酰亚胺/聚苯胺复合纳米材料。同时，纳米材料由于其组成材料的纳米粒子尺寸小，微粒表面所占有的原子数目远远多于相同质量的非纳米粒子。因此，本发明利用纳米粒子的表面和界面效应，构筑具有粗糙表面结构的聚酰胺酰亚胺/聚苯胺导电复合纳米材料，在具有较好导电性能和力学强度的同时，又具有自清洁功能。技术实现要素：本发明的目的在于通过简单的溶剂流延法，制备具有自清洁功能的导电纳米复合材料。多功能聚酰胺酰亚胺/聚苯胺复合材料的制备方法，按照下述步骤进行：(1)聚苯胺的制备将新蒸馏的苯胺，加入到0.2mol/l的盐酸溶液中，在0-5℃下搅拌0.5-2h后，缓慢滴加(1-3s每滴)过硫酸铵的水溶液，然后在0-5℃下反应6-10h。将反应液抽滤得到绿色固体，再分别用甲醇、正己烷、氯仿索氏提取，60℃真空干燥12h，得到盐酸掺杂的绿色粉末状聚苯胺。(2)樟脑磺酸掺杂聚苯胺将聚苯胺粉末加入到10％的氨水，常温下搅拌12-16h后，用水洗至中性，60℃真空干燥12h，得到本征态聚苯胺，其性状为紫色粉末。用溶液-机械研磨法得到樟脑磺酸掺杂的聚苯胺，即先将樟脑磺酸研磨，后加入本征态聚苯胺，充分研磨15min，然后逐滴加入间甲酚，并持续研磨30min，再用高速乳化机乳化30min，最后在90℃下干燥得到樟脑磺酸掺杂的聚苯胺。(3)聚酰胺酰亚胺/聚苯胺复合材料的制备将樟脑磺酸掺杂的聚苯胺放入到预先配制好的聚酰胺酰亚胺间甲酚溶液中，并加入相容剂对苯二酚，通过高速乳化和超声震荡将樟脑磺酸掺杂的聚苯胺均匀地分散于聚酰胺酰亚胺溶液中。然后通过溶剂流延法制备聚酰胺酰亚胺/聚苯胺多功能复合材料。其中步骤(1)中苯胺、过硫酸铵与盐酸的摩尔比为1:1:0.2；其中步骤(2)中聚苯胺与氨水的质量比为1:20；其中步骤(2)中聚苯胺与樟脑磺酸的质量比为1:1.5其中步骤(3)中樟脑磺酸掺杂的聚苯胺的含量为聚酰胺酰亚胺/聚苯胺复合材料总质量的10％-40％；其中步骤(3)中对苯二酚的含量为聚酰胺酰亚胺/聚苯胺复合材料总质量的0.5％-2％；其中所属樟脑磺酸掺杂的聚苯胺的结构式如下：其中0<y<1；其中10<n<200。其中所述的聚酰胺酰亚胺树脂的结构式如下式所示：其中10<n<200。采用上述方法，具有如下技术优点：聚合物/聚合物基多功能复合材料大多采用电纺、层层自组装等复杂的工艺。我们利用聚酰胺酰亚胺与聚苯胺之间的氢键相互作用以及纳米粒子的表面和界面效应，采用简单的溶剂流延方法可以大大缩短多功能复合材料制备的时间，并降低多功能复合材料的制造成本。附图说明图1为本发明复合材料薄膜自清洁示意图。具体实施方式以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。实施例1(1)聚苯胺的制备将新蒸馏的苯胺11.16g(0.12mol)，加入到0.2mol/l的盐酸溶液120ml中，在0-5℃下搅拌0.5-2h后，缓慢滴加(1-3s每滴)过硫酸铵27.36g(0.12mol)的180ml水溶液，然后在0-5℃下反应6-10h。将反应液抽滤得到绿色固体，再分别用甲醇、正己烷、氯仿索氏提取，60℃真空干燥12h，得到盐酸掺杂的绿色粉末状聚苯胺。(2)樟脑磺酸掺杂聚苯胺将5g聚苯胺粉末加入10％的100ml氨水中，常温搅拌12-16h后，用水洗至中性，60℃真空干燥12h，得到本征态聚苯胺，其性状为紫色粉末。用溶液-机械研磨法得到樟脑磺酸掺杂的聚苯胺，即先将樟脑磺酸研磨，后加入本征态聚苯胺(聚苯胺与樟脑磺酸的质量比为1:1.5)，充分研磨15min，后逐滴加入间甲酚，并持续研磨30min，然后用高速乳化机乳化30min，最后在90℃下干燥得到樟脑磺酸掺杂的聚苯胺。(3)聚酰胺酰亚胺/聚苯胺复合材料的制备将樟脑磺酸掺杂的聚苯胺(0.1g)加入到预先配制好的25ml聚酰胺酰亚胺间甲酚溶液(0.036g/ml)中，加入相容剂对苯二酚10mg，通过高速乳化和超声震荡将樟脑磺酸掺杂的聚苯胺均匀地分散于聚酰胺酰亚胺溶液中；然后可通过溶剂流延法成膜。聚酰胺酰亚胺/聚苯胺薄膜的电导率为0.00021s/m，接触角为92°，拉伸强度40.1mpa，杨氏模量3.1gpa。图1为本发明复合材料薄膜自清洁示意图。实施例2本实施例与实施例1的区别在于聚酰胺酰亚胺/聚苯胺复合材料的制备步骤中，将0.4g的樟脑磺酸掺杂的聚苯胺加入到25ml预先配制好的聚酰胺酰亚胺间甲酚溶液(0.024g/ml)中,其他处理手段均与实施例1一致。聚酰胺酰亚胺/聚苯胺薄膜的电导率为40s/m，接触角98°，拉伸强度25.8mpa，杨氏模量1.8gpa。实施例3本实施例与实施例1的区别在于聚酰胺酰亚胺/聚苯胺材料的制备步骤中，将0.2g的樟脑磺酸掺杂的聚苯胺加入到25ml预先配制好的聚酰胺酰亚胺间甲酚溶液(0.032g/ml)中，其他处理手段均与实施例1一致。聚酰胺酰亚胺/聚苯胺薄膜的电导率为10s/m，接触角102°，拉伸强度32.1mpa，杨氏模量2.4gpa。实施例4本实施例与实施例3的区别在于聚酰胺酰亚胺/聚苯胺材料的制备步骤中，对苯二酚为5mg，其他处理手段均与实施例3一致。聚酰胺酰亚胺/聚苯胺薄膜的电导率为0.98s/m，接触角104°，拉伸强度31.3mpa，杨氏模量2.1gpa。实施例5本实施例与实施例3的区别在于聚酰胺酰亚胺/聚苯胺材料的制备步骤中，对苯二酚为20mg，其他处理手段均与实施例3一致。聚酰胺酰亚胺/聚苯胺薄膜的电导率为0.0067s/m，接触角101°，拉伸强度30.9mpa，杨氏模量1.9gpa。实施例6本实施例与实施例1的区别在于聚酰胺酰亚胺/聚苯胺材料的制备步骤中，将0.3g的樟脑磺酸掺杂的聚苯胺加入到17.5ml预先配制好的聚酰胺酰亚胺间甲酚溶液(0.028g/ml)中。聚酰胺酰亚胺/聚苯胺薄膜的电导率为24s/m，接触角120°，拉伸强度29.1mpa，杨氏模量1.5gpa。表1实施例123456电导率(s/m)0.0002140100.980.06724水接触角(°)9298102104101120拉伸强度(mpa)40.125.832.131.130.929.1杨氏模量(gpa)3.11.82.42.11.91.5上述各实施例仅用于说明本发明，其中各步骤的参数、实施条件等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变化和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。综上所述，本发明所涉及的聚酰胺酰亚胺/聚苯胺复合材料不仅具有良好的导电性，还具有较好的疏水性即自清洁能力，以及力学强度，可以被用在静电屏蔽和特种涂料领域。当前第1页12