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随着社会的高速发展,日益增加的污染性有毒气体问题已成为社会关注的焦点,因此迫切需要一种快速响应的便携性分析工具来评估环境中越来越多的挥发性有机化合物对环境和人类健康造成的影响。导电聚合物复合材料(CPCs)由于其独特的物理化学性能而在环境气体/蒸汽检测领域受到广泛关注,其中能够对环境中刺激物产生响应的CPCs被称为敏感性导电聚合物复合材料(SCPCs)。其中能够对蒸汽做出响应的气体敏感型导电聚合物复合材料可以制成能够对有机溶剂或蒸汽快速地响应的气体传感器或电子鼻,从而能够有效监测各种环境污染物的泄露。所以,非常有必要开发新型SCPC材料用来制造气体传感器,以减少或避免室内和室外环境中化学物质对人类健康的危害。正是受到这样的启发,本文做了如下两个方面的工作:(1)通过原位氧化聚合将聚吡咯(PPY)包覆在羧基碳纳米管(MWCNTs-COOH)表面上。制备MWCNTs@PPY纳米复合材料,然后进行原位逐步聚合以制备新型羟基封端的聚(丁二烯-丙烯腈)聚氨酯包覆MWCNTs@PPY(MWCNTs@PPY/HTBN PU)复合材料。通过傅里叶近红外光谱(FTIR)、拉曼光谱仪(Raman spectroscopy)、X射线衍射仪(XRD)和热重分析(TGA)表征其化学结构和组成。通过紫外-可见分光光度计(UV-vis spectrophotometer)、扫面电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)观察了其形貌和分散行为。将MWCNTs@PPY/HTBN PU纳米材料制备成薄膜传感器用以检测对氯仿蒸汽的响应情况。研究了 MWCNTs-COOH在MWCNTs@PPY中的占比与MWCNTs@PPY在最终复合材料中的占比对氯仿蒸汽电导率和响应性的影响。实验结果表明,调节体系组成可以使制备的纳米复合材料薄膜传感器具有较高的响应强度、良好的恢复性、重复性和稳定性,且响应率与浓度(50-3000 ppm)具有良好的线性关系。(2)设计并制备了一种新型的纳米复合材料,该材料由端羟基聚丁二烯-聚苯乙烯嵌段共聚物(PS-b-HTPB5-b-PS)和多壁碳纳米管(MWCNTs)通过非共价键相互作用组成。用核磁(1H NMR)、FTIR、Raman、凝胶渗透色谱(GPC)、XRD、TGA等技术对纳米复合材料进行了表征。实验结果表明,HTPB的扩链克服了由PS链段导致的薄膜脆性,提高了薄膜的韧性。通过SEM和TEM观察,观察到PS-b-HTPB5-b-PS基质的包覆使MWCNTs形成了隔离网络,呈现出在连续的PS-b-HTPB2-b-PS相中MWCNTs平行排列的拓扑形貌,从而提高了 MWCNTs的分散性。探讨不同碳纳米管含量和PS链长的导电纳米复合薄膜对二氯甲烷蒸汽的响应性。将纳米复合材料制成气敏元件,可以检测和预防VOCs的泄露和扩散。在二氯甲烷蒸汽环境下,该气敏元件响应度高、稳定性好、检测限(LOD)低至1 ppm。通过调节MWCNTs的含量和PS链段的长度可以优化响应度。