聚苯胺的优化改性研究进展

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1、聚苯胺的优化改性研究进展摘要：综述了对聚苯胺进行接枝的优化改性方法，并对聚苯胺的应用前景进行了简耍概述。关键词：聚苯胺接枝导电聚合物中，聚苯胺（PANI）由于具有原料成本低、合成方法简单、产率高、导电性高、环境稳定性好等特点，而成为导电聚合物研究的热点。PANI这些独特的性质使其能应用于很多方面，如透明功能涂料、防腐、印刷线路板、电磁场屏蔽以及电致变色器件，二次电池等。为了满足不同的应用要求，对PANI进行优化改性是势在必行的。这种改性涉及面甚广，诸如机械力学加工性能、溶解性能、电化学修饰、表面性能等。近几年来,人们在研究改善PANI的加工性方面做了大量工作，获得了一系列成就

2、。主要有：（1）PANT的复合改性，复合物有较好的充放电和掺杂及去掺杂的电化学活性，导电特性与相结构密切相关，当PANI以微纤状的分离相在复合物中存在时，有较好的导电性。（2）掺杂态PANI的改性，改性后的PANI克服了掺杂态PANI由于强烈的分子间聚集作用和分子链的刚性而导致的溶解性很差的问题。（3）PANI的接枝改性。PANI接枝改性的思想即是在PANI刚性主链接上侧链以提高它的溶解性、加工性，改善它的性质。本文主要介绍PANI的接枝改性的发展。一、聚苯胺接枝多壁碳纳米管多壁碳纳米管（MWNTs）具有独特的力学、电磁学和物化性质，制备过程容易控制，生产成木低，管径可在较宽

3、的范围内选择。因此，对于PANI/MWNTs复合材料的研究引起人们极大的兴趣。MarcinhetPanhuis等用樟脑磺酸二次掺杂溶解NMP屮的MWNTs/EB（屮性本征态聚苯胺）复合材料，得到了具有光学活性的可溶性掺杂态聚苯胺（ES）/MWNTs复合材料。P.Santhosh等采用二胺对MWNTs进行表面修饰后,采用电化学法将聚苯胺分子链连接到MWNTs表面,制备了聚苯胺接枝MWNTs修饰电极（PANI-g-MWNT-ME）,其可用于探测H202。LeeK.P.等将2,5-二氨基苯磺酸（DABSA）通过共价键连接在MWNTs表面,然后进行二苯胺-4-磺酸（DIPASA）的原

4、位聚合,得到了加工性良好的PDIPASA接枝MWNTs-DABSA复合材料。该复合材料能溶解在水中并形成自支撑膜。二、聚苯胺接枝丙烯酸在聚苯胺表面接枝具有亲水性官能团的丙烯酸是改善聚苯胺表面亲水性的一个重耍途径，同时也可使聚苯胺表面进一步功能化。聚苯胺表面亲水性的改善和功能化将有利于诸如蛋白质和酶等生物活性物质在其表面上的运动。向前［1］等人用化学氣化法合成了酸掺杂聚苯胺表面接枝丙烯酸的复合材料，并研究了不同条件对接枝共聚的影响以及接枝表面的结构和性质。复合材料表面亲水性的好坏与丙烯酸在聚苯胺表面上的接枝量有关，接枝量越人亲水性越好。丙烯酸在聚苯胺表面上的接枝聚合过程是一自山

5、基聚合过程，凡有利于在聚苯胺表面形成口山基聚合活性中心的因索都有利于提高丙烯酸在聚苯胺表面上的接枝量，而使聚苯胺表面有更好的亲水性。三、聚苯胺接枝駄菁铜磺酰氯駄菁铜具有离域的大n键共轨体系，而且有独特的物理化学性能，如导电性、光电性、催化和气敏性等，以及良好的热稳定性和对衬底很强的附着力且光谱响应范围宽，因此是重耍的光电材料之一。将駄菁铜的取代基设计成活性基团，可以通过化学反应，将其以侧链的形式悬挂在聚苯胺上，以大大提高聚苯胺的光电性能，制成功能性良好的膜材料。封伟［2］等人通过分子设计，合成了侧链具有駄菁功能基分子结构的聚苯胺。该聚合物是一种在结构及性能上全新的光电功能材料

6、，具有优良的溶解性能和成膜能力，电导率达到10-1S/cm。光吸收谱表明该聚合物在可见光区、近红外区均具有较强的吸收，可大幅度提高其光电导性能，因此也弥补了聚苯胺作为光电材料在400〜600nm处对光吸收弱的缺陷。四、应用前景随着聚苯胺加工问题的逐步解决，聚苯胺的开发研究正向着实用化目标发展。近儿年来，关于聚苯胺实用化的报道很多，如1987年，日本的桥石公司和精工电子公司联合研制3伏钮式Li/LiBF4-PC/PANI电池：循环寿命＞1000h,已作为商品投放市场，成为第一个商品化的塑料电池。美国的UNIX公司用有机磺酸掺杂的PA7I和商用高聚物共混,制得了各种颜色的抗静电地

7、板。接枝改性的PAn在一般有机溶剂屮表现出良好的溶解性，但其电导率都比未改性PANT有不同程度的降低。但是，不同用途对PANI的电导率的要求不同，随着人们对PANI研究的进展，这一导电高分子材料必将进入透明功能涂料、防腐、印刷线路板、电磁场屏蔽以及电致变色器件，二次电池等各个实用领域。参考文献［1］向前，吴晓梅，过俊石等.酸掺杂聚苯胺表面接枝丙烯酸的结构与性能［〕］•高分子材料科学与工程，1995,2.［2］封伟，韦玮，吴洪才等.駄菁铜磺酰氯接枝聚苯胺的合成与表征［J］・西安交通大学学报，1999,33