聚苯胺具有电导率高、合成简便、成本低廉等优势,因此,聚苯胺及其衍生材料广泛地应用于诸多领域,例如电化学器件(传感器、电容器、显示器),电池(太阳能电池、燃料电池、二次电池),防腐涂料和电磁屏蔽等。然而,聚苯胺分子链刚性以及链之间强的相互作用,使加工时难成型。作为电容器电极时依赖支撑材料。所以,我们可以通过物理或化学方法对聚苯胺进行改性,以改善其加工能力,包括制备聚苯胺/热塑性塑料复合材料,引入柔性的烷基链,以及共聚等。本论文采用涂覆铸膜方法先期制备薄膜基质,然后通过苯胺原位化学氧化聚合在薄膜表面沉积或接枝聚苯胺,制备柔性聚苯胺基材料,作为自支撑电极应用于超级电容器中。实验中,我们选取轻质、易成型的聚氯乙烯薄膜和大比表面积的玻璃纤维纸作为柔性基质,并考察聚合条件对复合电极性能的影响,优化合成条件。首先,我们采用涂覆铸膜方法制备了聚氯乙烯薄膜,然后苯胺在其表面原位化学氧化聚合,制备柔性的聚苯胺复合薄膜电极。结果表明,快速混合氧化聚合制备的聚氯乙烯-g-聚苯胺电化学性质最佳。在电流密度为1 A/g时,其比电容为645.2 F/g。聚氯乙烯-g-聚苯胺复合电极拥有佳的倍率性质,2 A/g时,它保持了开始的95%。聚氯乙烯-g-聚苯胺拥有优异的电化学稳定性,经过1000个循环伏安测试,保持了96%。另外,在8.7 MPa应力作用5 min时,聚氯乙烯-g-聚苯胺复合电极的比电容保持了80.3%;作用1 h时,保持率为61.2%。聚氯乙烯-g-聚苯胺复合电极表现出了优异的柔韧性。其次,通过传统化学氧化聚合和快速混合氧化聚合,在经过硅烷偶联剂修饰的玻璃纤维表面接枝聚苯胺,制备了氨基功能化玻璃纤维纸/聚苯胺复合电极。研究结果表明,采用快速混合聚合制备氨基功能化玻璃纤维纸/聚苯胺电极的比电容为490.6 F/g。它有良好倍率性质,10 A/g时,比电容保持了起始的64.8%。它的稳定性优异,测试2000个循环后,比电容保持了106.8%。另外,氨基功能化的玻璃纤维纸/聚苯胺复合电极表现出了优异的柔韧性。在0.71 MPa的应力作用5 min时,其比电容保持了90.0%;作用1 h时,保持率为72.6%。从扫描电镜照片看到,加入的硅烷偶联剂作为聚苯胺和玻璃纤维间的连接桥梁,从而在玻璃纤维表面形成独特的聚苯胺层,并伴有更好的电化学性质。再次,通过共混在聚氯乙烯薄膜中引入多壁碳纳米管作为导电填料,先期制得拥有导电能力的聚氯乙烯/多壁碳纳米管二元基质薄膜。然后,采用化学氧化方法,制备了聚苯胺/聚氯乙烯/多壁碳纳米管电极。采用快速混合聚合制备聚苯胺/聚氯乙烯/多壁碳纳米管比电容是801.1 F/g。它具有良好倍率性质,10 A/g时,保持了起初的66.6%。经过2000个循环伏安测试,其比电容保持了90.6%。此外,它还表现出了优异柔韧性。在8.1 MPa的应力作用5 min时,其比电容保持了80.4%;作用1 h时,保持率为71.8%。SEM照片可知,传统化学氧化聚合时呈现出疏松结构;而快速混合时是长度约1μm聚苯胺纤维。最后,在聚氯乙烯薄膜中引入氧化锌和聚乙二醇,分别得到了具有多孔结构聚氯乙烯基质薄膜。然后,采用原位聚合制备多孔结构聚苯胺/聚氯乙烯复合薄膜电极。采用氧化锌作为致孔剂,并快速混合聚合制备多孔聚苯胺/聚氯乙烯复合电极比电容是533.7 F/g。在10 A/g的电流密度下,其比电容保持了起始的63.3%。经过2000个循环伏安测试,其比电容保持了95.0%。另外,在9.5 MPa的应力作用5 min时,其比电容保持了76.8%;作用1 h时,其比电容保持率为57.2%,表现出好的综合性质。