[发明专利]一种聚吡咯/秸秆导电复合材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种聚吡咯/秸秆导电复合材料的制备方法。首先将粉碎后的秸秆水洗，干燥，然后加入去离子水和吡咯单体，充分搅拌分散，再加入过硫酸铵溶液，通过氧化聚合使得聚吡咯包覆于秸秆颗粒表面，抽滤并用去离子水洗涤，最后真空干燥即可得到聚吡咯/秸秆导电复合材料，该聚吡咯/秸秆导电复合材料能够用作导电填料使用。本发明制备的将聚吡咯包覆在秸秆粉表面，制备的导电填料具有很高的导电率，并且秸秆环保易得，成本较低，适合大规模生产。

技术领域

本发明属于高分子复合材料技术领域，特别涉及一种聚吡咯/秸秆导电复合材料的制备方法。

背景技术

导电聚合物通常是不溶不熔的，它极大地限制了导电聚合物的加工和广泛应用。因此，自20世纪80年代后期以来，提高导电聚合物的可加工性，以进一步实现导电聚合物材料的工业化应用，成为导电聚合物的一个重要研究开发方向。聚吡咯(PPy)作为典型的导电高分子材料一直是该领域研究的热点之一，但它主要缺点是难溶解、难熔融、加工性能差，限制了它的广泛应用。为克服这一缺点以改善其机械加工性能，制备导电聚合物复合材料，是目前改善其加工性能的重要方法。许多研究小组将聚吡咯与碳黑、二氧化硅、石墨烯、聚苯乙烯、织物等粉末状、薄膜状、纤维状等材料复合，这种方法既解决了材料的加工问题，又在一定程度上改善了材料的力学性能。制备聚吡咯复合材料主要包括包覆型、插层型以及表面带有功能基团的导电聚合物纳米复合材料，而且以包覆型为主，即有机单体在固体微粒表面聚合包覆一层导电聚合物，以达到固体微粒的物理机械性能和导电聚合物导电性能结合的目的。这些导电高分子包覆的材料可以作为具有导电功能的填料。

人们最早在聚合物中掺入导电性良好的银粉、铜粉和镍粉等金属粉末作为导电填料，用它们作填料与高分子基体共混时，可以实现较好的混合均匀性。但是这些金属粉末的导电添加剂存在着在基体中分散性不好，易被氧化以及导电率低等问题，金属纤维也可加入到添加剂中，但是存在成本价格高等缺陷。

本发明拟将聚吡咯包覆在秸秆粉表面，制备一种新型的导电复合材料，该导电复合材料具有很高的导电率，并且秸秆环保易得，成本较低，适合大规模生产。目前，应用聚吡咯包覆在秸秆粉表面制备导电复合材料还未见报道。

发明内容

本发明的目的是针对目前市面上的导电填料导电率不高，性质不稳、成本较高、密度大等缺陷，提供一种聚吡咯/秸秆导电复合材料的制备方法。

本发明思路：首先将粉碎后的秸秆水洗，干燥，然后加入去离子水和吡咯单体，充分搅拌分散，再加入过硫酸铵溶液，通过氧化聚合使得聚吡咯包覆于秸秆颗粒表面，抽滤并用去离子水洗涤，最后真空干燥即可得到聚吡咯/秸秆导电复合材料。

具体步骤为:

(1)将干燥的秸秆剪成小段后用粉碎机粉碎，然后过100目的分样筛，取分样筛筛下部分于50℃电热鼓风干燥箱中干燥24h，制得干燥的秸秆粉末。

(2)按照以下重量份数称取原料，步骤(1)制得的干燥的秸秆粉末10~100份，吡咯1~50份，10 wt%的过硫酸铵水溶液10~500份，去离子水1000~5000份。

(3)将步骤(2)称取的原料按照以下步骤进行操作，干燥的秸秆粉末用去离子水浸没，然后加入吡咯并搅拌1h后，体系保持在25℃，向其中滴加入10 wt%过硫酸铵水溶液，保持25℃并继续搅拌反应5小时，抽滤，再用30 wt%的乙醇水溶液清洗3次，最后用蒸馏水清洗至滤液变澄清，所得固体产物于55℃的电热鼓风干燥箱中干燥24h，冷却，即制得聚吡咯/秸秆导电复合材料。

本发明制得的聚吡咯/秸秆导电复合材料被用作导电填料。

与现有技术相比，本发明的优势在于:

1、原料秸秆是农业废弃物，廉价易得，来源广泛，将其制备成导电复合材料，符合环境友好，资源利用理念。

2、所用制备工艺操作方便，简单易行。