导电高分子聚苯胺的制备及其电化学性能的研究

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1、摘要聚苯胺是一种典型的导电聚合物。由于具有结构多样化，电导率较高，掺杂机制独特，物理性能优异，环境稳定性好，且原料廉价易得，合成方法简便等一系列优点，而成为当今最具应用前景的导电高分子材料之一。酲前，对聚苯胺的结构和性能的解释，掺杂机理和导电机理的研究仍有较大的争议。此外，由于掺杂态聚苯胺主链特有的刚性结构以及链间强烈的相互作用力使其在有机溶剂中溶解性能极差，给掺杂态聚苯胺的成膜及加工带来了困难，从而限制了聚苯胺在实际生活中的大规模应用。因此，如何运用适当的掺杂手段、简便的合成工艺合成具有高电导率的聚苯胺己成为该

2、领域最为热门的研究课题。鉴予聚苯胺膜的不可溶性及较差的力学性麓，本文将以不同的可溶性离分子为成膜助剂、十二烷基苯磺酸为酸掺杂剂和乳化剂，过硫酸铵为氧化剂，采用现场乳液聚合法制备聚苯胺水基乳液。研究了各种原料的比例，如稳定剂PVA的质量百分比，单体An、掺杂剂DBSA、氧化剂APS之间的比例以及调节反应温度对复合材料电化学性能的影响，选定了较佳的工作条件。并且使用扫描电镜(SEM)、红外光谱(浓)、紫外光谱(uv)、X射线衍射(XRD)等测试方法表征了产物的结构，使用四探针电导率仪和电化学工作站对产物的电学性能进行

3、表征。发现乳液聚合法合成的十二烷基苯磺酸掺杂的聚苯胺复合膜不仅具有良好的导电性，而且具有较好的电致变色能力。同时对聚苯胺的导电机理进行了一定研究。实验表明，在适当的是实验条件下，合成的聚苯胺基复合乳液能够在室温下长期稳定存在。本论文的创薪之处在予使用简易的合成手段制备出电学性能良好的聚苯胺复合膜，有望在智能窗、军事伪装中发挥作用。关键字：聚苯胺，导电率，乳液，电致变色AbstractAsaconventionalconductingpolymer，polyanilinehasemergedasoneofthemo

4、stpromisingconductingpolymermaterialsforcommercialapplicationbecauseofitsdiversifiedstructure，relativelyhighconductivity,specialdopingmechanism，superiorphysicalproperties，goodenvironmentalstability，lowcostandsimplepolymerizationprocess。However，therestillhaveb

5、eensomecontroversiesoverthei鑫terpretatio魏ofitsstructure，characteristics，dopingmechanismandconductingmechanism。Inaddition，themainchainofitsdopedstatehasintrinsicrigidstructureandgreatattractionexistsamongitsmainchainswhichmakeitslowsolubility,henceitisunpromis

6、ingfilmproductionandfabricationandcannotbeutilizedonalargescale．Therefore，itbecomesapopularresearchtopicinthisfieldthatutilizeaproperdopingmethodandeasysynthetictechnologytopreparepolyaniline．Forthereasonofnon—solubilityandpoormechanicalpropertiesofpolyanilin

7、efilm，inthisarticle，weusedifferentkindsofwatersolublepolymerasfilm—formingagent，dodecylbenzenesulfonicacidasdopantand．emulsifier，ammoniumpersulfateasoxidantandadoptin—suteemulsionpolymerizationtopreparepolyaniline—baseemulsion．Effectsontheelectrochemicalprope

8、rtiesofthefilm，suchastheweightpercentofPVA，themolarratioofmonomerAn，dopantDBSAandoxidantAPSandthetemperature，werestudied，andweobtainasuitablecondition．Wealsousedifferentkindsoftesting—met