導(dǎo)電高分子材料聚苯胺的合成及性能研究.pdf

1、導(dǎo)電聚苯胺(PAn)具有導(dǎo)電性能優(yōu)良，環(huán)境穩(wěn)定性好，原料價(jià)廉，易加工等優(yōu)點(diǎn)，是導(dǎo)電高分子研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)。固相有機(jī)化學(xué)反應(yīng)是近年來發(fā)展起來的新領(lǐng)域，是綠色化學(xué)的重要組成部分，與傳統(tǒng)的聚苯胺合成方法相比，固相法操作簡(jiǎn)單，反應(yīng)時(shí)間短，且無需溶劑，從而可降低成本，同時(shí)保護(hù)了環(huán)境，因此，固相法成為聚苯胺合成領(lǐng)域的一個(gè)新的研究方向，但是，迄今對(duì)該反應(yīng)主要因素對(duì)合成聚苯胺性能的影響規(guī)律尚缺乏深入的研究；對(duì)不同酸摻雜聚苯胺的導(dǎo)電性、摻雜性、結(jié)晶性和熱穩(wěn)

2、定性也缺乏足夠的認(rèn)識(shí)，而這些問題的解決對(duì)于固相法合成導(dǎo)電聚苯胺實(shí)現(xiàn)工業(yè)化及導(dǎo)電聚苯胺的應(yīng)用具有重要意義。 本文主要研究了以磺基水楊酸為摻雜劑，采用固相法制備的摻雜態(tài)聚苯胺結(jié)構(gòu)與性能，研究得出合成高電導(dǎo)率磺基水楊酸摻雜聚苯胺的最佳工藝條件為反應(yīng)溫度為0℃，氧化劑分批加入，苯胺/過硫酸銨的摩爾比為1:1，苯胺/磺基水楊酸的摩爾比為 1:1，反應(yīng)時(shí)間 45min，在此條件下合成的產(chǎn)物的表觀收率為108.38％，電導(dǎo)率為5.009S/c

3、m；經(jīng)紅外分析、X-射線衍射、熱重分析表明，產(chǎn)物具有良好的摻雜性，一定的結(jié)晶性和良好的熱穩(wěn)定性，脫摻雜溫度在190℃左右，主鏈的分解溫度在450℃左右；經(jīng)電磁性能研究表明，產(chǎn)物屬于電損耗型吸波材料，電磁能主要衰減在材料的電阻和介電極化弛豫損耗上；通過磺基水楊酸摻雜聚苯胺/環(huán)氧樹脂混合涂膜物理性能測(cè)試表明，涂膜有良好的附著力，達(dá)一級(jí)，涂膜的抗沖擊性也較好，為50kg/cm；經(jīng)鹽霧試驗(yàn)和電化學(xué)測(cè)試研究表明產(chǎn)物有良好的防腐性能，含少量的聚苯胺

4、就可使聚苯胺/環(huán)氧樹脂混合涂膜起到較好的防腐作用；聚苯胺含量增加，防腐能力減弱；聚苯胺的電導(dǎo)率和摻雜度與其防腐性能存在一定的關(guān)系。 本文還研究了以酒石酸、蘋果酸、十二烷基苯磺酸、對(duì)甲苯磺酸、鹽酸、磷酸、硝酸為摻雜劑，固相法合成的摻雜態(tài)聚苯胺的結(jié)構(gòu)與性能。經(jīng)與本征態(tài)聚苯胺比較，圃相法制備的摻雜態(tài)聚苯胺都有良好的摻雜性和一定的結(jié)晶性。不同酸摻雜聚苯胺的電導(dǎo)率、結(jié)晶性、溶解性及防腐性能不同。無機(jī)小分子酸中，鹽酸的離解能力強(qiáng)，且分子小易

5、于在聚苯胺鏈間傳遞，故鹽酸摻雜的聚苯胺具有較大的電導(dǎo)率，達(dá)5.097S/cm；有機(jī)大分子酸中，含有羧基的酸離解能力強(qiáng)，且有大的親油基團(tuán)和強(qiáng)極性，故其摻雜的聚苯胺具有較好導(dǎo)電性的同時(shí)還有較好的溶解性?；腔畻钏?、蘋果酸、酒石酸摻雜的聚苯胺的電導(dǎo)率分別達(dá)5.009 S/cm、5.670 S/cm、5.571 S/cm。無機(jī)小分子酸易發(fā)生脫摻雜作用，且無機(jī)酸根離子對(duì)鋼片有腐蝕作用，故有機(jī)大分子酸摻雜的聚苯胺較無機(jī)小分子酸摻雜的聚苯胺的防腐性能