聚苯胺的合成工艺

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1、聚苯胺的合成工艺摘要：重点介绍了近年来聚苯胺材料的合成工艺及性质和应用现状,指出了聚苯胺如今在工艺中仍然存在的一些问题,简单描述了聚苯胺的结构和最新的研究工艺，并展望了聚苯胺材料今后的发展方向和应用前景。关键词：聚苯胺合成工艺应用前景展望SynthesisofPolyanilineAbstract:Introducedthepolyanilinematerialinrecentyearsthesyntheticprocessandpropertiesandapplicationpresentsituation,poin

2、tedoutthepolyanilinearenowintheprocesstherearestillsomeproblems,simplydescribesthestructureofpolyanilineandlatestresearchtechnology,andprospectsthepolyanilinematerialthefuturedirectionofdevelopmentandapplicationprospect.Keywords:Polyanilinesynthesisprocessapplic

3、ationprospect在众多导电聚合物中,聚苯胺是一种具有共轭电子结构的本征型导电高分子,具有良好的导电性、价廉易得和环境稳定性等优点,因此被认为是最有可能实用化的导电高分子材料,在能源、光电子器件、电容器、传感器、电磁屏蔽、催化、二次电池、电致变色和金属防腐等领域有着广阔的应用前景,是导电高分子聚合物研究的热点。1聚苯胺的结构和合成工艺1.1聚苯胺的结构聚苯胺有多种结构，这是由反应条件决定的，它们之间的转化关系如下[12,13]：其中，聚苯胺最重要的存在形式是翠绿苯胺（EM，emeraldine），它具有导电性，

4、通常可以在酸性条件下（如盐酸）通过化学氧化法制得，如果氧化剂过量，翠绿苯胺就被氧化成全氧化态聚苯胺（PNB，blueprotonatedpernigraniline)，这种形态的聚苯胺可能具有导电性。对酸性条件下的全氧化态聚苯胺进行加碱处理，就产生紫罗兰色的PB（pernigranilinebase），它不具有导电性。如果翠绿苯胺也用碱处理一下，就会生成EB（emeraldinebase），EB是蓝色的不具有导电性。EB和全氧化态聚苯胺都是蓝色的，但是深浅不一样。此外，翠绿苯胺可以被还原成无色的LEB(leuoemer

5、aldine).以上的图包括了一系列的电子和质子的转移过程，通过电子、质子的得失，物质显示了不同的颜色。目前为止，这个结构能解释所有已知的事实。1.2聚苯胺合成工艺聚苯胺的合成方法主要有化学氧化聚合法(乳液聚合法、溶液聚合法等)和电化学合成法(恒电位法、恒电流法、动电位扫描法等),近年来,模板聚合法、微乳液聚合、超声辐照合成、过氧化物酶催化合成、血红蛋白生物催化合成法。1.2.1电化学聚合法电化学聚合法是制备聚苯胺的传统方法，通过控制电化学聚合条件在苯胺酸性水溶液中可以制备纳米结构聚苯胺。电化学聚合法使苯胺在阳极上发生

6、氧化聚合反应，在电极表面反应并直接生成聚合物。电化学聚合反应条件温和且易于控制，得到的聚苯胺纯度高，且电化学聚合和电化学掺杂可一步完成。目前用于电化学合成聚苯胺的方法主要有：动电位扫描法、恒电流法、恒电位聚合、脉冲极化法等。影响苯胺电化学聚合的主要因素是电解质溶液的pH值、电极材料、苯胺单体浓度和阴离子种类等。但电化学法产率低，只适宜于合成小批量的聚苯胺。1.2.2化学法a.微乳液聚合法国内的马利[36]等人运用微乳液聚合技术制得了导电聚苯胺纳米粒子。其先将十二烷基苯磺酸(DBSA)、水、苯胺(An)、正丁醇按一定的比

7、例混合并剧烈搅拌，制得高度透明的无色微乳液，然后把配制好的过硫酸铵(APS)溶液缓慢滴加到微乳液中，滴加完毕并聚合一段时间后，加入过量的乙醇破乳，抽滤后用蒸馏水、乙醇反复清洗，滤饼在60℃下真空干燥24h，烘干后用研钵仔细研磨进行测试。在DBSA和An的摩尔比为1.25时，聚苯胺电导率达到一个最大值100S/m。此人在后来研究中将磺基水杨酸(SSA)溶解于反应器中，然后向体系中以SSA与An单体摩 尔比为1.5﹕1.0的比例，依次滴加An单体和APS溶液，在20℃下，反应10h，洗涤、抽滤、烘干、研磨后制得SSA掺杂的

8、聚苯胺粉末，其电导率达12.5S/cm[36]。此法制备出的聚苯胺,其粒径比用常规乳液法制备的聚苯胺要小得多。但经破乳、真空干燥后聚苯胺粒子有一定程度的团聚，这种团聚会对电导率产生不利的影响。为此研究新型微乳化聚合体系，有效地降低体系中的团聚是急需解决的新研究课题。b.模板浸渍法近年来用具有纳米孔洞的模板(多孔阳极氧化铝、多孔硅以