浅谈导电高分子聚苯胺的特性及应用

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1、浅谈导电高分子聚苯胺的特性及应用浅谈导电高分子聚苯胺的特性及应川力剑宝10艺术设计201008050234TEL:18687301953【摘要】聚苯胺（Polyan订ine）—种重要的导电聚合物。聚苯胺的主链上含有交替的苯环和氮原子，是一种特殊的导电聚合物。可溶于N-卩基毗咯烷酮中在许多领域显示出了广阔的应用前景，本文论述了导电高分子聚苯胺的合成方法及其应用。【关键词】特性导电高分子聚苯胺应用【正文】聚丙胺是由苯胺单体聚合而成的高分子。主链有三种结构形式：氧化掺杂态、全氧化态和中性态。氧化掺朵态为导电态，其导电率一般为10iri01S/cm

2、o聚苯胺随氧化程度的不同呈现出不同的颜色。完全述原的聚苯胺（Loucoomeraldino碱）不导电，为口色，主链屮各重复单元间不共轨；经氧化掺杂，得到Emeraldine碱，蓝色，不导电；再经酸掺杂，得到Emeraldine盐，绿色，导电；如果Emeraldine碱完全氧化，则得到Pernigraniline碱，不能导电。导电高分子是指经化学或电化学掺杂后可以由绝缘体向导体或半导体转变的含兀电子共辘结构的冇机高分子的统称。其是廿前研究导电高分子材料领域的热点之一，其中因聚苯胺具有原料易得、合成工艺简单-、化学及坏境稳定性好等特点而得到了更

3、加广泛的研究和开发一、聚苯胺的合成聚苯胺的合成町采川化学和电化学介成，随着聚介方法、溶液组成及反应条件的改变，聚合得到的聚苯胺在组成结构和性能上均有很人的差异。在制作电解电容器的过程小，选择化学法或电化学法，因基层的不同而异。对于聚苯胺在电容器阳极上的合成，化学法需要氧化剂，但反应可以在室温下进行，反应更易做到；电化学法不需要氧化剂，聚介反应在电极上进行，但电化学聚合使得包覆物不一•定均匀。如果基层薄膜的电阻高于1.5Q/cm2,就不能选用电化学法，只能选择化学氧化法；如杲基层薄膜电阻低于1.5Q/cm2,化学法和电化学法均可选用。（一）化

4、学合成：1、氧化聚合化学氧化法合成聚苯胺是在适当的条件下用氧化剂使苯胺发生氧化聚合。这是在制作电容器时应用比较广泛的一种方法。苯胺的化学氧化聚介通常是在苯胺/氧化剂/酸/水体系中进行的。人致的方法是在玻璃容器中将苯胺和酸按一定的比例混合均匀后，用冰水浴将体系温度降低至0°C〜25°C,在搅拌下滴加氧化剂，3分钟内滴加完毕。体系颜色曲浅变深，继续搅拌90分钟，然后过滤，洗涤至滤液无色，得到墨绿色的聚苯胺粉末。2、乳液聚合大致方法是在反应器中加入苯胺与DBSA,混合均匀，依次加入水、二甲苯，充分搅拌，得到透明乳液，然后向乳液屮滴加过硫酸钱水溶液

5、，2分钟内滴加完毕，体系的颜色很快变深，体系温度保持在0°C〜20°C,继续搅拌60分钟，然后加丙酮破乳，过滤，依次加水，DBSA洗涤至滤液无色，在40°C下真空干燥后得到DBSA掺朵的聚苯胺粉末。(二)电化学聚合，方法大致是苯胺在锌粒存在下蒸憎提纯后使用，用恒电位仪通过HP34970数据采集器及附带软件PC机联机采集数据。电解池为三隔室电解池，丁作电极为环氧树脂涂封的圆柱形Pt棒，用其平面为工作面，辅助电极为钳片电极，参考电极为饱和卄汞电极(SCE)o实验前，工作电极用金相砂纸打磨光滑，经去离子水清净后使用。苯胺和硫酸溶液作为电解液，恒电

6、位(约0.82V.vs.SCE)电解聚合，再经洗涤、真空干燥即可。可溶性聚苯胺的合成：主要有四种：其一是采用功能质子酸掺杂制备可溶性的导电聚苯胺；其二是制备聚苯胺的复合物；具三是制备聚苯胺的胶体微粒；具四是制备可溶性的导电聚苯胺烷基衍生物。二、聚苯胺的应用聚苯胺具有优良的环境稳定性。町用于制备传感器、电池、电容器等。聚苯胺由苯胺单体在酸性水溶液中经化学氧化或电化学氧化得到，常用的氧化剂为过硫酸钱(APS)o中性条件下聚合的聚苯胺常含有枝化结构。绿色聚苯胺由苯胺单体在酸性水溶液中经化学氧化或电化学氧化得到，具有良好的导电性能，具有优良的环境稳

7、定性。对用于制备传感器、电池、电容器等。聚苯胺通过“氧化还原掺杂”处理，掺杂后的聚苯胺导电率提高10个数量级以上，并改善了其在溶剂中的溶解性和加工性能。另外，通过特殊方法处理得到的水溶性好的聚苯胺，可以在水性体系里面使用。聚苯胺可以作为电磁波屛蔽材料，耐腐蚀材料，同时可以吸收微波，还可以用来作为检测空气中氮氧化物的含量的材料以及H2S,SO2等有害气体的含量。聚苯胺的应用及市场简介如下：聚苯胺是一•种高分子合成材料，俗称导电缈•料。它是一类特种功能材料，具有塑料的密度，又具有金属的导电性和塑料的町加工性，还具备金属和塑料所欠缺的化学和电化学

8、性能，在国防工业上可用作隐身材料、防腐材料，民用上可用作金属防腐蚀材料、抗静电材料、电子化学品等。一、聚苯胺可用作防腐蚀涂料德国科学家成功研制出一种基本上完全不怕生锈和腐蚀的塑胶