导电聚苯胺(PANI)作为导电组分与热塑性弹性体复合,可制备出大形变导电弹性体,在人体运动检测、人机界面、软体机器人等领域被广泛应用。然而PANI的刚性分子链很难溶解或熔融,因此如何制备在普通溶剂中有更高溶解度的PANI,以利于通过共溶法制备导电弹性体材料,成为引起关注的热点问题。本文采用乳液聚合-萃取法合成在甲苯、二甲苯中可溶的导电聚苯胺并探究不同取代基和不同掺杂剂对聚苯胺的影响,制备出系列聚苯胺衍生物。将得到的兼具导电性和溶解性的聚苯胺溶液与聚(苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯)(SEBS)共溶制备导电弹性体。主要研究内容如下:(1)以十二烷基苯磺酸(DBSA)掺杂并乳化聚苯胺,聚合结束后加入甲苯萃取,通过破乳得到PANI-DBSA甲苯溶液,与热塑性弹性体SEBS共溶制备出PANI/SEBS导电弹性体。主要探究了掺杂剂DBSA用量、氧化剂过硫酸铵(APS)用量以及反应温度对PANI在甲苯中的溶解性和导电性的影响,通过FT-IR、Uv-vis、XRD、TG、SEM、DLS等手段对产物进行测试。结果表明当DBSA与苯胺An摩尔比为1.5:1时PANI-DBSA溶解性最大,为41 g/L;当APS与An摩尔比为0.6:1时,30wt%PANI/SEBS复合膜电导率最高,为9.3× 10-2 S/cm。温度对PANI的溶解性能影响不大但对导电性影响显著,在低温下聚合有利于制备高导电性聚苯胺。(2)对聚苯胺改性制备出聚邻甲基苯胺(PANI-o-CH3)、聚间甲基苯胺(PANI-m-CH3)、聚邻甲氧基苯胺(PANI-o-OCH3)和聚邻氯苯胺(PANI-o-Cl)等四种聚合物的甲苯溶液,大大改善了聚苯胺的溶解性和可加工性。研究结果表明选择合适的给电子取代基能提高聚苯胺的溶解性能,邻位取代的聚合物优于间位取代聚合物。与四种衍生物相比,PANI导电性最高,但溶解性能稍弱;PANI-o-CH3导电性稍弱,但质量浓度能达到64.5g/L,与PANI-DBSA相比提高了 50%。PANI-o-CH3溶解性比PANI-o-OCH3更好,PANI-o-Cl不能对PANI在甲苯中的溶解起到促进作用。(3)分别选取两种不同的长链大分子表面活性剂十六烷基三甲基溴化胺(CTAB)和壬基酚聚氧乙烯醚(NP10),与DBSA混合制备PANI溶液并探究CTAB和NP10用量对可溶性聚苯胺在甲苯中的溶解性能和导电性能的影响。CTAB在胶束界面形成带正电荷的区域,更有助于过硫酸根阴离子引发聚合反应。当CTAB:DBSA 摩尔比为 1:10 时,制备的 30 wt%PANI-DBSA-CTAB/SEBS 电导率达到0.2S/cm,与PANI-DBSA/SEBS相比提高了 100%;此外通过改变表面活性剂用量,PANI在甲苯中的质量浓度能够达到82.7 g/L,与PANI-DBSA相比提高了100%。