一种基于静电自吸引的P(St-X)@Ag导电材料的制备方法与流程

一种基于静电自吸引的p(st
‑
x)@ag导电材料的制备方法
技术领域
1.本发明属于导电复合材料技术领域，尤其涉及一种基于静电自吸引的p(st
‑
x)@ag导电材料的制备方法。


背景技术：

2.导电复合材料是目前研究极为活跃的一个领域，其中以微球为基材在其表面聚合导电物质制备得到的导电复合材料不仅可大大降低导电阈值，还能保持良好的导电性能。聚苯乙烯(ps)微球由于其粒径分布均匀、可控性强、制备工艺成熟等优点，在导电微球的制备和应用中得到了广泛的应用，例如ps@pani微球、ps@rgo微球、ps@/mwcnts及ps@ag微球等，其中ag相对其它导电物质而言导电性最好，ps@ag导电微球制备方法的探究对于其在导电复合材料中的应用具有积极推动作用。但是，目前以ps微球为基体制备的ps@ag导电材料方法较为单一，其中最为重要的步骤就是ps微球磺化，该步骤需要加入浓硫酸同时对操作要求较高，这也阻碍了ps@ag导电材料制备的研究进展。
3.现有技术中，有以乳液聚合法制备了单分散ps微球，然后通过加入浓硫酸进行磺化制备带有so3‑
的ps微球，利用静电吸引将sn
2
吸附在ps微球的表面再进行还原制备p(st
‑
x)/ag导电微球，该制备过程磺化反应操作要求较高且浓硫酸具有很高的安全隐患，不利于进行大规模生产。
4.以往ps@ag导电微球的制备大都以商品化改性ps微球或者通过磺化的ps微球为基材吸附sn
2
离子在其表面用于吸附ag
‑
，但在制备过程中存在成本较高或者安全隐患较大的问题。


技术实现要素：

5.发明目的：本发明的目的在于提供一种具有优良的导电性、同时制备方法简单，又避免了微球磺化过程中所带来安全隐患的基于静电自吸引的p(st
‑
x)@ag导电材料的制备方法。
6.技术方案：本发明的基于静电自吸引的p(st
‑
x)@ag导电材料的制备方法，包括如下步骤：
7.(1)将苯乙烯、去离子水和丙烯酸衍生物按照一定的摩尔比进行均匀混合后倒入容器中，在氮气保护下按照一定磁力搅拌速率继续反应，加入过硫酸胺溶液继续反应制得p(st
‑
x)微球乳液；
8.(2)将p(st
‑
x)微球乳液离心后超声清洗，重复两次后，烘干得到p(st
‑
x)微球粉末；
9.(3)将p(st
‑
x)微球粉末溶于水，配制50
‑
60mg/ml的p(st
‑
x)微球乳液，取10
‑
15ml上述p(st
‑
x)微球乳液，加入10
‑
15ml一定浓度的酸性氯化亚锡水溶液并在室温下搅拌混合均匀，由于静电吸附作用，带正电荷的sn2 离子会均匀吸附到带负电荷的p(st
‑
x)微球表面得到敏化的p(st
‑
x)
‑
sn
2
微球，搅拌混合后，将分散液离心、水洗2
‑
3次除去过量的sncl2及
杂质，并重新分散至去离子水中；
10.(4)在敏化的p(st
‑
x)
‑
sn
2
微球分散液中滴加10
‑
15ml银氨溶液，室温下反应30
‑
40min，随后滴加10
‑
15ml一定浓度的抗血酸水溶液继续搅拌反应，反应结束后，离心、水洗2
‑
3次后真空干燥即可得到最终产物。
11.进一步地，步骤(1)中，所述丙烯酸衍生物为丙烯酸、甲基丙烯酸、乙基丙烯酸液中的一种。
12.进一步地，步骤(1)中，所述苯乙烯、去离子水和丙烯酸衍生物的摩尔比为1:60:1～1:60:5。
13.进一步地，步骤(1)中，所述磁力搅拌速率的速率为250
‑
400rpm，搅拌反应的时间为1
‑
1.5h。
14.进一步地，步骤(1)中，所述过硫酸胺溶液的浓度为0.1mol/l，加入量为5
‑
6ml。
15.进一步地，步骤(2)中，所述离心的速率为85000
‑
90000rpm，离心时间为5
‑
10min。
16.进一步地，步骤(3)中，所述酸性氯化亚锡水溶液的浓度为20
‑
50mm。
17.进一步地，步骤(3)中，所述搅拌混合的时间为1
‑
1.5h。
18.进一步地，步骤(4)中，所述抗血酸水溶液的浓度为10
‑
30mm。
19.进一步地，步骤(4)中，所述搅拌反应的时间为1
‑
1.5h。
20.有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：
21.(1)本发明所制备的p(st
‑
x)/ag杂化微球具有较好的导电性，该导电材料制备方法简单、易于操作。
22.(2)本发明省去了已有ps@ag导电微球制备方法中需要进行ps微球磺化的工序，避免硫酸使用过程中所带来的安全隐患，简化了ps@ag导电材料制备工序，可作为导电成分应用于导电油墨或导电涂料的制备具较好的应用潜力。
附图说明
23.图1为本发明p(st
‑
maa)微球的红外光谱分析；
24.图2为本发明p(st
‑
maa)微球的微观外观形貌
25.图3为本发明p(st
‑
maa)@ag微球sem图；
26.图4为本发明p(st
‑
maa)@ag微球压片后的规格、电阻及截面sem图；
27.图5为本发明p(st
‑
maa)@ag微球导电性测试图。
具体实施方式
28.下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。
29.实施例1
30.一种基于静电自吸引的p(st
‑
maa)@ag导电材料的制备方法，其过程如下：
31.将苯乙烯、去离子水和甲基丙烯酸(maa)按照一定的摩尔比1:60:1进行均匀混合后倒入四口圆底烧瓶中，在氮气保护下300rpm/min搅拌继续反应1h后加入5ml浓度为0.1mol/l的aps溶液继续制得带着乙酸基官能团的p(st
‑
maa)微球乳液，将其按照10000rpm离心7min后超声清洗，再重复离心、清洗2次后获得p(st
‑
maa)微球乳液，70℃烘干得到p(st
‑
maa)微球粉末。
32.取适量带有羧基官能团的p(st
‑
maa)微球粉末按400w超声30min配制10ml浓度为50mg/ml的p(st
‑
maa)水分散液，加入与10m l浓度为20mm酸性氯化亚锡水溶液在室温下搅拌混合均匀。由于静电吸附作用，带正电荷的sn
2
离子会均匀吸附到带负电荷的p(st
‑
maa)微球表面得到敏化的p(st
‑
maa)
‑
sn
2
微球。搅拌混合1h后，将分散液离心、水洗多遍除去过量的sncl2及杂质，并重新分散至去离子水中。在将10m l银氨溶液滴加到敏化的p(st
‑
maa)
‑
sn
2
微球分散液中，室温下反应30min后滴加10m l浓度为10mm抗血酸水溶液继续搅拌反应1h。反应结束后，离心、水洗多遍后真空干燥即可得到p(st
‑
maa)/ag杂化微球。
33.实施例2
34.一种基于静电自吸引的p(st
‑
maa)@ag导电材料的制备方法，其过程如下：
35.将苯乙烯、去离子水和甲基丙烯酸(maa)按照一定的摩尔比1:60:1进行均匀混合后倒入四口圆底烧瓶中，在氮气保护下300rpm/min搅拌继续反应1h后加入5ml浓度为0.1mol/l的aps溶液继续制得带着乙酸基官能团的p(st
‑
maa)微球乳液，将其按照10000rpm离心7min后超声清洗，再重复离心、清洗2次后获得p(st
‑
maa)微球乳液，70℃烘干得到p(st
‑
maa)微球粉末。
36.取适量带有羧基官能团的p(st
‑
maa)微球粉末按400w超声30min配制10ml浓度为50mg/ml的p(st
‑
maa)水分散液，加入与10m l浓度为50mm酸性氯化亚锡水溶液在室温下搅拌混合均匀。由于静电吸附作用，带正电荷的sn
2
离子会均匀吸附到带负电荷的p(st
‑
maa)微球表面得到敏化的p(st
‑
maa)
‑
sn
2
微球。搅拌混合1h后，将分散液离心、水洗多遍除去过量的sncl2及杂质，并重新分散至去离子水中。在将10m l银氨溶液滴加到敏化的p(st
‑
maa)
‑
sn
2
微球分散液中，室温下反应30min后滴加10m l浓度为30mm抗血酸水溶液继续搅拌反应1h。反应结束后，离心、水洗多遍后真空干燥即可得到p(st
‑
maa)/ag杂化微球。
37.实施例3
38.一种基于静电自吸引的ps@pani导电材料的制备方法，其过程如下：
39.将去苯乙烯、去离子水和丙烯酸(aa)按照一定的摩尔比1:60:5进行均匀混合后倒入四口圆底烧瓶中，在氮气保护下400rpm/min搅拌继续反应1h后加入5ml浓度为0.1mol/l的aps溶液继续制得带着乙酸基官能团的p(st
‑
aa)微球乳液，将其按照10000rpm离心7min后超声清洗，再重复离心、清洗2次后获得p(st
‑
aa)微球乳液，70℃烘干得到p(st
‑
aa)微球粉末。
40.取适量带有羧基官能团的p(st
‑
aa)微球粉末按400w超声30min配制10ml浓度为50mg/ml的p(st
‑
aa)水分散液，加入与10m l浓度为50mm酸性氯化亚锡水溶液在室温下搅拌混合均匀。由于静电吸附作用，带正电荷的sn
2
离子会均匀吸附到带负电荷的p(st
‑
aa)微球表面得到敏化的p(st
‑
aa)
‑
sn
2
微球。搅拌混合1h后，将分散液离心、水洗多遍除去过量的sncl2及杂质，并重新分散至去离子水中。在将10m l银氨溶液滴加到敏化的p(st
‑
aa)
‑
sn
2
微球分散液中，室温下反应30min后滴加10m l浓度为30mm抗血酸水溶液继续搅拌反应1h。反应结束后，离心、水洗多遍后真空干燥即可得到p(st
‑
aa)/ag杂化微球。
41.实施例4
42.一种基于静电自吸引的p(st
‑
maa)@ag导电材料的制备方法，其过程如下：
43.将苯乙烯、去离子水和甲基丙烯酸(maa)按照一定的摩尔比1:60:1进行均匀混合后倒入四口圆底烧瓶中，在氮气保护下300rpm/min搅拌继续反应1h后加入5ml浓度为
0.1mol/l的aps溶液继续制得带着乙酸基官能团的p(st
‑
maa)微球乳液，将其按照10000rpm离心7min后超声清洗，再重复离心、清洗2次后获得p(st
‑
maa)微球乳液，70℃烘干得到p(st
‑
maa)微球粉末。
44.取适量带有羧基官能团的p(st
‑
maa)微球粉末按400w超声30min配制10ml浓度为50mg/ml的p(st
‑
maa)水分散液，加入与10m l浓度为44mm酸性氯化亚锡水溶液在室温下搅拌混合均匀。由于静电吸附作用，带正电荷的sn
2
离子会均匀吸附到带负电荷的p(st
‑
maa)微球表面得到敏化的p(st
‑
maa)
‑
sn
2
微球。搅拌混合1h后，将分散液离心、水洗多遍除去过量的sncl2及杂质，并重新分散至去离子水中。在将10m l银氨溶液滴加到敏化的p(st
‑
maa)
‑
sn
2
微球分散液中，室温下反应30min后滴加10m l浓度为20mm抗血酸水溶液继续搅拌反应1h。反应结束后，离心、水洗多遍后真空干燥即可得到p(st
‑
maa)/ag杂化微球。
45.实例4中制备p(st
‑
maa)微球的微观形貌、红外光谱及烘干后的外观，由图1、2所示。p(st
‑
maa)微球大小较为均匀，烘干后呈现出结构色.
46.p(st
‑
maa)@ag导电微球的微观形貌及导电性如图3
‑
5所示：ag在p(st
‑
maa)分布均匀，压片连接小灯泡后显示出较好的导电性。