Page 6 - 2025水性涂料虚拟专辑
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易  英等：聚（3，4-乙撑二氧噻 ）聚苯乙烯磺酸钠（PEDOT/PSS）水性抗静电分散体稳定性研究
                                                    /
             求存在着一定的矛盾。   等 研究发现，静置                             搅拌 4 h 至完全混合均匀。将混合后的 PEDOT/PSS
                                            [8]
             1 个月的 PEDOT/PSS 水分散体原液，随着 PSS 含量的                  水性分散体用 RDS 2 号线棒涂布器滚涂于经电 处
             增加，稳定性先增加后降低，原因在于体系中磺酸根                            理的 PET 基膜上，湿膜厚度 4. 6 μm，然后在 100 ℃电
              离子与 PEDOT 链段上阳离子存在最佳平衡比，高                         热鼓风干燥箱中恒温干燥 1 min，取出试样进行测试
             于或低于该比例都会造成体系的不稳定 。 针对                             分析。
             PEDOT/PSS 抗静电涂布液体系不稳定的问题，通过                        1. 3  测试与表
             选择水溶性交联单体与苯乙烯磺酸（SS）共聚以替代                                稳定性参照 GB/T 6753. 3—1986 进行测试。将
             纯 PSS 可以获得稳定性更好的水性分散体                 [9-11] 。针对   新鲜制备的 PEDOT/PSS 水分散体涂布液封装于玻璃
             PEDOT 水分散涂布液的稳定性问题，尽管已有相关                          瓶中，置于（50±2）℃鼓风式恒温干燥箱中静置 1 周，
             报道，但多集中于新型聚合材料的设计和应用上，关                            然后取出室温下冷却 24 h，再按照涂抹新鲜液的步骤
             于 杂剂对 PEDOT/PSS 抗静电涂布液稳定性影响的                       滚涂于 PET 基膜上 ，在 100 ℃恒温干燥箱中干燥
             研究报道相对较少。因此，本研究通过考察不同类                             1 min后进行测试分析。
             型的硅烷偶联剂、pH 调节剂和有机醇溶剂等 杂剂                                PEDOT/PSS 水分散体涂布液的粒径采用纳米粒
             来探索影响 PEDOT/PSS 抗静电水分散涂布液稳定性                       度分析仪进行测定；PEDOT/PSS 水分散体涂布液的
             的关键因素，以更好地改善 PEDOT/PSS 涂布液的稳                       pH 采用 pH 计进行测定；PEDOT/PSS 薄膜表面形貌结
             定性。                                                构采用原子力显微镜进行观察；薄膜导电率采用多
                                                                功能数字式四探针测试仪进行测定。
             1   实验部分
                                                                2    结果与讨论
             1. 1  主要原料和仪器
                 PEDOT/PSS 水分散体原液（25 ℃下 pH 为 7~9，固              2. 1   杂剂对 PEDOT/PSS 水分 液及 膜
             含量为 1. 2%~1. 6%，导电率约为 1. 0 S/cm）： 州艾                     性能的影响
             克 化工有限公司；单组分水性聚氨酯树脂：上海                             2. 1. 1  硅   剂的影响
              化工有限公司；烯丙基三甲基硅烷（ATMS）、 -缩
                                                                     硅烷类偶联剂是 PEDOT/PSS 抗静电涂布液常用
             水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷（KH560）、乙烯基三甲
                                                                的添加剂，目的在于增强成膜物在基材表面上的附
             氧基硅烷（VTMS）、三甲氧基苯基硅烷（TMPS）、甲基                       着力，实现提高薄膜导电率和降低薄膜对环境湿度
             二苯基氯硅烷（MDCS）：上海阿拉丁生化科技股份有                          的敏感性 。但不同的硅烷偶联剂所带的硅氧键活
                                                                         [12]
             限公司；氨水（25%~28%）、三乙胺（TEA）、N，N-二甲                    性不同，有机官能基不同，在 PEDOT/PSS 成膜过程中
             基乙醇胺（DEA）、乙醇胺（AE）：国药集团化学试剂有
                                                                起的作用也就不同，因此合适的硅烷偶联剂要同时
             限公司；聚乙二醇（PEG，平均相对分子质量 400）、异                       满足与聚氨酯树脂在特定温度（100 ℃）下的快速接
             丙醇（IPA）、正丁醇（NBA）、1，4-丁二醇（BDO）：上海                   枝或吸附渗透，并且在常温下又保持稳定的要求。
              克林 生化科技 股份有限 公司 ；去离子 水（0. 1~                      依据硅烷氧基和有机官能基的不同，实验分别考察
             1 μS/cm）：自制。                                       了 ATMS、KH560、VTMS、TMPS 和 MDCS 作为偶联剂
                 纳米粒度分析仪：ZEN3690 型，马尔文仪器有限                      对 PEDOT/PSS 涂布液平均粒径、薄膜导电率和表面
             公司；原子力显微镜：Dimension Icon 型，布 克科                    分散性的影响，结果如表1和图2所示。
                                               TM

             技有限公司；pH 计：pH6230，上海 宇恒平科学仪器                            由表 1 可知，相对于不加硅烷偶联剂或者添加其
             有限公司；多功能数字式四探针测试仪：ST2258C 型，                       他类型的硅烷偶联剂，VTMS 在提高 PEDOT/PSS 薄膜
             苏州晶格电子有限公司。                                        的导电率和改善薄膜在基体表面的分布情况上具有
             1. 2  实验                                           较大优势。结合表 1 和图 2 的平均粒径及粒径分布
                 称取 PEDOT/PSS 水分散体原液置于带搅拌子的                     图可得出，不同的硅烷偶联剂对 PEDOT/PSS 水分散
             圆底烧瓶中，加入有机胺或无机氨水将原液 pH 调整                          体中颗粒的尺寸并没有明显的影响，大部分粒子粒
             至 7. 2，然后加入水性聚氨酯树脂、硅烷偶联剂及醇                         径<100 nm，其中添加 KH560 的分散液中存在少部分
             溶剂并快速搅拌 2 h，然后加去离子水稀释 3 倍，继续                       粒径<10 nm 的微小颗粒。需要注意的是，KH560 上

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