新型涂料的制备

论文总字数：11904字

摘 要

聚苯胺在工业生产中有着重要的作用，本文介绍了聚苯胺的用途、合成方法及应用前景。并且详细的对各种合成方法的优缺点进行了说明。电化学聚合法是生产聚苯胺的传统方法，但产率低，适合于合成小批量的聚苯胺。聚苯胺的化学氧化合成需要在酸性介质中用氧化剂使苯胺单体氧化聚合。化学氧化法能够制备大批量的聚苯胺样品，是最常见的制备方法。目前，研究新的制备聚苯胺的体系已经成为新的研究方向。

关键词：聚苯胺；电化学聚合；化学氧化合成；

Abstract: Polyaniline plays an important role in industrial production This paper introduces the application of polyaniline, synthesis method and its industrial production process The electrochemical polymerization is the traditional method for production of polyaniline electrochemical method, Chemical synthesis of polyaniline is agent of aniline monomer oxidative polymerization with oxidation in acid medium. Chemical oxidation method can prepare large quantities of polyaniline samples, is also a kind of the most commonly used method for preparing polyaniline. Therefore research on new microemulsion polymerization system, effectively reduce the system"s reunion is the new research issues need to be solved

Keywords：polyaniline, oxidation synthesis, electrochemical

目 录

1 前言 5

2 实验部分 9

2.1聚苯胺的特性 9

2.2实验原料及试剂 9

2.3实验仪器及设备 9

2.4实验合成方法 10

2.4.1化学氧化聚合法 11

2.4.2微乳液聚合法 11

2.4.3乳液聚合法 12

2.4.4溶液聚合法 13

2.4.5电化学合法 14

2.4.6其他合成方法 15

3 影响聚苯胺合成产率的因素 16

3.1酸的种类及其浓度对合成聚苯胺性能的影响 16

3.2氧化剂种类及其浓度对合成聚苯胺性能的影响 16

3.3反应温度及单体浓度对合成聚苯胺性能的影响 17

4聚苯胺的应用 17

小结 18

参考文献 19

致谢 20

1 前言

上世纪中后期，当人们提到的聚合物，首先想到就是它的电绝缘性。然而，在1977年，宾夕法尼亚大学化学家，物理学家和化学家在筑波大学heeger H. A. shirakawa首次报道在日本掺杂的聚乙炔（PA）具有显著的电导率。自那时以来，聚合物是绝缘体，彻底改变传统观念。之后，随着人们对共聚物结构的认识加深，开创了导电高分子这个新的学科。随后的研究中发现了诸如聚苯硫醚、聚噻吩、聚苯胺等导电高分子。之后，聚合物是绝缘体的传统观念不复存在了，它的出现为其他学科提供了更强大的科学依据。其科学意义非常的重要。导电高分子因为特殊的结构和优异的物理化学性能在光电子器件、传感器、以及电磁屏蔽上有着广泛的应用前景。所以，导电高分子从发现至今已然成为了新的研究热点。长期研究发现，导电高分子在许多发面取得了辉煌的研究进展（掺杂方法和掺杂机理、导电机理、电、磁物理性能）。正在向实用阶段发展，与此同时，高分子聚合物的发展也有许多的困难瓶颈，这些挑战恰恰给导电高分子在未来发展带来极好的发展机遇。导电的高分子优势明显比金属轻，易成膜，加工方便，可利用外界条件(光、热、压力等)改变和调节导电体的物理性质。复合型导电高分子往往用物理性能适宜的合成树脂如聚苯乙稀、丙环氧树脂及砖橡胶等，与具有良好导电性能的金属氧化物、及碳黑、石墨等配制成导电塑料、导电橡胶和导电粘合剂等。其中金属粉和炭黑起着载流在作用，其中合成树脂有着支撑体和成型器件的作用。现在这类材料广泛应用与电器和无线电工业当中。结构型导电高分子材料是指本身不用加入导电性物质的聚合物，如果本身经掺杂后具有导电性的高分子聚合物如聚对苯撑、聚苯胺及其衍生物。通过克服离子化势而选择合适的电子体进行掺杂，增加导电性。这种方法研究聚合物难度较大，成本很高、加工要求复杂，但是可以从根本上解决高聚物导电，而且应用范围广泛，现阶段是十分热门的研究领域。其中这类聚合物包含丑共轭碳链聚合物（聚乙炔、亚苯及其衍生物）主链含杂原子的共轭高分子主要包括杂环化合物及聚苯硫醚等。聚苯胺，桥键平面堆砌金属酞菁聚合物，平面共轭型金属酞菁环通过O，F，C，N等原子在酞菁的金属原子之间形成桥键而形成聚合物，经过掺杂后导电率变大。这些聚合物固有的高热稳定性，微溶于浓硫酸，有特殊光学性质，侧链型导电高聚物。之后人们合成了许多侧链为阳离子的聚合物然后与TCNQ复合，但是通常所得到的聚合物导电率在10.1以下。有一些的阳离子聚合物主链的主链上，通过调节链阳离子TCNQ更好的填料之间的距离，电导率接近1的神经节苷脂。F.非导电聚合物的电荷转移型：在上述类型的系统，与电子供体或受体的电荷转移Q是高导电性聚合物键形成的必要条件，在本质上是一个非转移型电荷如石墨已经存在的导电聚合物，早期聚氮化硫（SN）。我也属于这种强烈的。导电高分子材料的研究中，人们聚乙炔的早些时候，也是最深入的，但由于其制备条件苛刻，其抗氧化能力和环境稳定性差，它带来了极大的困难，实践。聚苯胺材料是廉价的，易于合成，耐温性好和耐氧化性，高导电性和潜在的解决方案，熔融加工的可能性，易于膜和膜是柔软的，坚韧的生活用品和高技术的电致变色性能良好的优点，具有广阔的应用前景。因此，虽然在1984的聚苯胺只有Mac Diarmid和其他再发展，它也成为当今的热点和导电聚合物研究的驱动力，很多人的关注。聚苯胺百年的研究和发展已经经历了三个阶：A.探索“苯胺黑”的性质。第二十世纪早期wilistatter和激烈辩论的性质greell苯胺氧化产物。氧化产物的前基本缩合产物苯胺和一般称为苯胺黑，和过氧化氢，在五种不同程度的氧化合成了氧化苯胺，颜色的变化，通过元素分析和溶解度试验他基本的苯胺氧化产物不是“苯胺黑”，但所形成的“苯胺黑”中命名的leucoemeraldine，翠绿似的。这是今天仍在使用的术语。B.有机半导体的发展。jozefowiez 20世纪60年代后期，如过硫酸铵为氧化剂，每个系统10厘米电导率。聚苯胺。研究表明，聚苯胺与质子交换，和吸附的水蒸汽的氧化还原性质。他们还组装聚苯胺材料的二次电池的电极。然而，这项研究并没有引起注意。C.成为一个热门的导电聚合物的研究。自20世纪70年代后期以来，乙炔聚合发现已迅速产生的共轭聚合物基导电聚合物聚苯胺的纪律，可以重新在1984詹尼弗等发达。相比其他的共轭聚合物，聚苯胺具有许多优异的性能，前面所提到的，让人们谈论最多的三个品种的导电聚合物（聚苯胺，聚噻吩和聚吡咯）在第一。从相关的年度美国材料科学引文聚苯胺提取的文件的数量，在最近几年，平均保持在300左右，充分说明是一个有吸引力的聚苯胺导电聚合物的种类。在中国，长春应用化学研究所，中国科学院科学1985也进行了导电聚苯胺的第一项研究。自那时以来，复旦大学,华南理工大学，东北师范大学等单位也被研究了导电聚苯胺。10多年来，许多学者潜心研究，导电聚苯胺的研究已经取得了巨大的成功，导电聚苯胺的结构，合成和掺杂导电机理有更成熟的认识，也研究了其解，熔融加工性，耐热性，光学和电学性质，如非线性光学性质，以及其广阔的应用前景。

上世纪中期，化学家Heeger和MacDiarmid对聚乙炔薄膜掺杂，发现常温下电导率为103S/cm，这导电性能几乎达到了金属的程度，完完全全改变了有机聚合物不导电的观念。使得三位家得了诺贝尔化学奖，说明了这类研究对今后导电高分子的研究起到了理论依据。之后人们对共轭高分子结构认识的加深和提高，聚吡咯，聚对苯撑，聚对苯撑乙烯，聚苯胺等导电高分子材料被研究发现。导电聚合物的发现为后来有机聚合物基础理论研究的发展提供十分重要的保障。这来高分子材料质量轻巧，柔韧性好，可以发展成为许多可能的应用领域，引起了学术界和工业界广泛的研究兴趣。近年来主要应用于有机可充电电池电极材料、分子电子器件以及电致变色显示元件等方面。在许多的导电高分子材料，聚苯胺及其多元化结构，原料便宜，工艺简单，导电性好，电磁及微波吸收性能优良，易于膜和软膜，具有很强的优势和出色的电致变色，具有广泛的应用展望大宗商品和高科技等，已成为热门的研究上最有前途的导电聚合物之一。

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