材料与人类文明论文.doc

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1、材料与人类文明论文高分子导电材料一聚苯胺能动28李宗阳2120301210【摘耍】导电高分子材料具有高电导率、半导体特性、电容性、电化学活性，同时还具有一系列光学性能等，具有与i般聚合物不同的特性。本文主要结合导电高分子材料聚苯胺(PAn)目前现状，综述了聚苯胺的结构、性质、用途。【关键字】聚苯胺结构性质合成方法用途1.聚苯胺的结构与性质聚苯胺的主链上含有交替的苯环和氮原子，是一种稳定性较好的导电高分子材料，而且它的实际应用前景很广阔。它具有优良的环境稳定性，是一种具有金属光泽的粉末。聚苯胺是典型的高分子

2、半导体，本身导电性很差(纯的聚苯胺不导电)，需要掺杂以后才能提高导电性。聚苯胺能被氧化，最终是白色。1.1聚苯胺的结构式(2)1.2聚苯胺的性质(1)导电性聚苯胺本身的导电性差，需要掺杂以后才能提高电性，它是典型的高分子半导体。聚苯胺的导电性受很多因素的影响，除了分子链本身的结构外，还有PH值和温度等等。导电性是聚苯胺的一个非常重要的特性，完全还原的聚苯胺是口色，不导电；再经氧化掺杂后显蓝色，不导电（如果完全氧化则不能导电）；再经酸掺杂后显绿色，导电。PH值与聚苯胺导电率的依赖关系：当PH>4时，导电率与

3、PH值无关，呈绝缘体性质；当2

4、差，限制了它在技术上的广泛应用。当今，改善聚苯胺（外观是咖啡色）的可溶性和可加工性已成为国内外研究者们非常关注的课题。本征态聚苯胺（外观是咖啡色）只能溶于少数儿种溶剂（完全溶解于N-甲基毗咯烷酮中，溶解度大于10%。），严重限制了聚苯胺的可加T性。如何提高聚苯胺在溶剂中的溶解性成为解决其可加工性的关键。当前，制备水溶性的聚苯胺引起了广泛的关注。在苯环或氮原子上引入酸基，被广泛地用于制备水溶性的聚苯胺。采用大尺寸的功能酸，作掺杂剂可制得溶解性较好的掺杂态聚苯胺。文献报道，用包含亲水的氧化乙烯低聚体的质子酸作

5、为掺杂剂，可方便地制得水溶性的导电聚苯胺。采用水-油二相乳液聚合方法，以十二烷基苯磺酸为乳化剂和掺杂剂，过硫酸鞍为引发剂可制备出可溶性聚苯胺。利用聚乙烯醇作稳定剂和成膜剂，可制备稳定的聚苯胺水基胶体分散液。釆用以有机溶剂、水混合或双相体系为溶剂进行聚合的方法可制备高溶解性的不同分子量的聚苯胺。通过苯胺与一些带有极性和可溶性基团的苯胺衍生物，邻氨基苯磺酸发生共聚，得到溶解性和可加工性较好的共聚态聚苯胺。科学家对导电聚苯胺的兴趣所在是其结构的多样性和独特的掺杂机制、环境的稳定性、可加工性等诸多优异的物理化学特

6、性，其相对容易的化学或电化学合成工艺，在技术上有着诱人的应用前景。利用导电聚苯胺的导电性，可作为导电材料及导电复合材料；其独特的氧化还原特性，在电极、电化学和催化活性材料、贵金属的回收、金属防腐材料、船舶防污涂料及电致变色器件等方面有十分重要的潜在的应用。导电聚苯胺的光、电、磁性能可用于制备透明电极、发光二极管、印刷电路板，也可用丁电磁屏蔽、微波焊接、抗静电材料；导电聚苯胺掺杂一脱掺杂性能可应用于制备气体分离膜、传感器、催化剂载体等；还有可能在离子控制释放、红外偏振器、能量的存储和传化（可擦拭信息存储；三

7、阶非线性光学）、人工肌肉等领域获得应用。一些工业公司已经投入了大量精力去开发导电聚苯胺材料的应用。目前，关于导电聚苯胺最新应用方面的研究主要集中在以下几个方面。3.1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涂料，这意味着H后要制造寿命过百年的汽车、游艇和大桥，将不再是天方夜谭。研究人员发现，在金属表而涂上聚苯胺涂料之后，能够有效阻止空气、水和盐分发挥作用，遏止金属生锈和腐蚀。这种塑胶涂料成本低，用法简便，而且不会破坏环境。简单而言，锈蚀是由金属原子与氧气结合而成，并会削

8、弱金属的结构。为此人们一般会在金属表面涂上漆汕或镀上锌层，以减慢金属氧化成锈的过程。不过，漆油和锌层的耐用程度却有限。相对于漆油和锌，聚苯胺的功能大相径庭。它不是用作屏障，而是充当催化剂，以干扰金属氧化成锈这个化学反应。聚苯胺先从金属吸取电子，然后将之传到氧气中。这两个步骤会形成一层纯氧化物以阻止锈蚀。在实验室的环境下，用聚苯胺制造出一种「永久耐用的有机金属」，其防锈能力较锌强一万倍。在实地测试方面，聚苯胺的防锈效能则下降至介