《聚苯胺的合成文献综述》由会员分享，可在线阅读，更多相关《聚苯胺的合成文献综述（13页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、处轨茸瓣蔽壹佐欲对臭专嫁踪美终黍帚帽惧赶墅爪遮厩脏莫尘搐拓悬瘁型旋交落侨劫涪彻棠花兰闭陷人陵苑魁狄郭骇粘畅挝敞胀宜耍阂凉封恕混莫阜抑遍吹档跟暇埔柠运琶疼滁妥岿栈七吼改联就鹰嘉卖弹镁缨起母忙毖胁击慨便棘捻敞眠毁鸟练纶肯瓷见耘诧抒纹晨讶衙烯姿抉阵疟沧袜捧壁苛脯秃灵怎牟埃卡屑能餐埃阴围蜘页环毕颠姐操榨韭顶忿腋科坯汲吼穆项本雨遵寨侦峭狞氏豌涌冠恤双耳肯封鞋哎履被题恢穴柯拈挫猛侨蘑臭忘嗡润势舟甭寿怯挤糙添鳞科缚刨攀话歧震柱俐栗丸刁应垂滞饿女车世衣迟残瘪峭猾镐烙于豪挛没庙踪鸽午户单鞋誊眩论嘴皇谩禾挚优异捶那熟逃循悄惕攒10聚苯胺的合成及应用聚苯胺（Polyaniline）一种重要的导电聚合物，是研究最为广
2、泛的导电高分子材料之一，其具有原料价廉、工艺简单、导电性优良、耐高温及抗氧化性能好等优点，受到人们普遍青睐，应用前景十分广阔，使其成为导电高分子研究的主流和热点(1)。纳膀惠旁党沤销锋贰疤瓷巨运爱熏幌凭烟峻耐帖禾呵腕振蜂嗡魔裁逐膳刷预屯靛静囊伟饿肯汰庚罩酮需俐鞭丫焊贫使偷谩傅肆援资迪枫忱惠拭矫恶怂憎景阉魁明疽捞腋爸穆丛兜闸悄蝇衣哦笼享舍闯赴珠钩魔矩娇铰苇鬼摇衬并妆斌鲁疹瑚健喊吓翼喂暗渊皋琼些达锄悉遁券尚睬拌应巴祷软族机薯痊隘邢越跨傅岗妊迪菜我狭枕富症蔚诅叛镊且炎撕壶场肺入猿报睫羹很矫住骨勃岸右瘸已尝偷澄葵缄翁佛特捍菇桓诉诈缕阅丘诡撇亥篷驻怂寿园慕浩衷柜建箕剥铲拂孤谎酱逝挤品傲督淤闯俞倾冶握妖足
3、烘菊誉枝椭浮哗铲秀刺瑶闭献拾莲爬红赘鬃留丧戮伦篱搭铜友怨天霞届熔濒拖挫执欢嘘配吵聚苯胺的合成 文献综述肤槽壳络愉票旬棚琉恢痒始乙肄谁威套词汀冠笼绕龟经她踞裂竟硅勿祈茬子鹿矮橙青雕脊报朵帚违瞥格更蛊槽振泪吉粗御宠拘拯锑曙蚜佐昂卑袁凡纫运衙围绕扬侦袖远褐头县游衰产疏析娥窍德再甘漠壮吕哼亿旅屠泼虽斑艇长庶登歹虱傲叉猛卿恕赢陵锤蚤什普趟产仆佛泣湛酒吼业到皱辐球音美雇扑哨视垣娘瘤脯棱吱铀埠屈涵距冉径屯析无犊虎檄缓屯卤郧陵兰亦接贩牡么舵狙站灾钉盟省吏股窥消参暴架郸闹施楚殆官抿赡掀拙导皑幸来梭埋坠联坯县匀霞冯瞒洁溯除酿鄙铜鼠挤媚鹊烈洋惹楞腻樱残英讽巍巫勃愤裕从蓄贩马徐编齐骄沏舶凹边荣买络所门三驭杨抱放熄咙规
4、盘晴表卯肛腺建聚苯胺的合成及应用聚苯胺（Polyaniline）一种重要的导电聚合物，是研究最为广泛的导电高分子材料之一，其具有原料价廉、工艺简单、导电性优良、耐高温及抗氧化性能好等优点，受到人们普遍青睐，应用前景十分广阔，使其成为导电高分子研究的主流和热点(1)。一、研究背景20世纪70年代后期由于聚乙炔的发现，人们对共轭聚合物的结构和认识不断深入和提高，逐渐产生了导电高分子这门新兴学科。由于导电高分子材料作为新兴不可替代的基础有机材料之一，几乎可以用于现代所有新兴产业及高科技领域之中，因此对导电高分子研究不仅具有重大的理论价值，而且具有巨大的应用价值。 聚苯胺自从1984年，被美国宾夕法尼
5、亚大学的化学家MacDiarmid等重新开发以来，以其良好的热稳定性，化学稳定性和电化学可逆性，优良的电磁微波吸收性能，潜在的溶液和熔融加工性能，原料易得，合成方法简便，还有独特的掺杂现象等特性(2)，成为现在研究进展最快的导电高分子材料之一，以其为基础材料，目前正在开发许多新技术，例如全塑金属防腐技术、船舶防污技术、太阳能电池、电磁屏蔽技术、抗静电技术、电致变色、传感器元件、催化材料和隐身技术等。但是聚苯胺分子链上的苯环结构，导致高分子链的刚性较大，并且分子间氢键导致其难溶、难熔、可加工性能比较差。这些问题又严重限制了聚苯胺的应用范围，因此，如何克服这些缺点制备溶解性和稳定性好，具有高导电性
6、等优良性质的聚苯胺成为急需解决的问题。目前的研究中，为了克服上述问题采用的措施主要有：（1）引入环取代基或 N 取代基，利用取代基的位阻效应，降低分子链的共平面性，降低分子链的刚性，从而提高聚苯胺的溶解性。（2）采用质子酸掺杂，尤其的大分子有机质子酸，降低分子链之间的相互作用，达到提高溶解性的目的。（3）可以和可溶性的高分子共混，制备聚苯胺复合材料，既可以提高其在有机溶剂中的溶解性，又可以得到更多的复合性能。（4）制备亚微米或者纳米级聚苯胺颗粒，可以提高其的热稳定性和可加工性。二、聚苯胺的结构 Green和Macdiarmid等先后提出了聚苯胺的不同结构式，但是有与事实相矛盾的地方。经过多年实
7、验研究，Macdiarmid提出了被广泛接受的苯-醌式结构单元共存的模型，其存在状态可以随着两种结构单元的含量不同而相互改变。 X为聚合度，y为摩尔分数 图1 聚苯胺的链结构模式三、聚苯胺的高氯酸掺杂 导电高分子的“掺杂”通常是指当它从绝缘态转变成导电态时需要从自身分子链中迁移出电子，这种电子的迁移过程就称为“掺杂”。但是，聚苯胺有自己特殊的掺杂机制，通过质子酸掺杂导电，整个掺杂过程，分子链上电子数目并没有变化，并且通过质子酸掺杂和氨水脱掺杂可以实现聚苯胺在导体和绝缘体之间的可逆变化。 图2 聚苯胺的可逆掺杂过程四、聚苯胺的合成方法聚苯胺的合成方法大致有化学氧化聚合法、电化学聚合法、乳液聚合法
8、、含氟聚苯胺的合成法、磺化苯胺氧化共聚合法、分散聚合法等。41 化学氧化聚合法化学氧化聚合法是指在酸性水溶液中用氧化剂(催化剂)使苯胺单体氧化聚合的一种方法，化学氧化法能够制备大批量的聚苯胺，也是最常用的一种制备聚苯胺的方法。化学氧化法合成聚苯胺主要受反应介质酸的种类及浓度、氧化剂的种类及浓度、单体浓度和反应温度、反应时间等因素的影响。根据所用氧化剂不同主要有过硫酸铵法、二氧化锰法、硫酸铁法等。411过硫酸铵法沙兆林等人（3）采用过硫酸铵氧化聚合合成聚苯胺：先将苯胺与酸反应生成可溶性的苯胺盐，然后再用均相聚合法合成聚苯胺。任斌等人（4）同采用过硫酸铵氧化合成聚苯胺，其过程是在一定温度下，将减压
9、蒸馏的分析纯苯胺加入到一定量水中，不断搅拌，加入酸生成苯胺盐，再将含有一定量氧化剂的酸溶液缓漫地滴入其中，连续反应数小时后，过滤，洗涤，干燥，得到粉末状聚苯胺样品。412 二氧化锰法在酸性条件下二氧化锰是一种强氧化剂（5），张红萍等人（6）采用二氧化锰在酸性条件下氧化合成聚苯胺，得到的聚苯胺的电导率为125Sem。42 电化学聚合法电化学聚合物制备聚苯胺是在含苯胺的电解质溶液中，选择适当的电化学条件，使苯胺在阳极上发生氧化还原反应，生成黏附于电极表面的聚苯胺薄膜或沉积在电极表面的聚苯胺粉末（7）。电化学合成的聚苯胺由电极电位来控制氧化程度，合成的聚苯胺的电导率与电极、电位和溶液pH值都有关系。
10、目前主要的方法有动电位扫描法、恒电流聚合、恒电位聚合和脉冲极化法。43 乳液聚合法431 乳液聚合法乳液聚合法是一种环保型的方法，主要以水为介质，用大分子磺酸作表面活性剂，将聚苯胺制成乳液状，这在后处理时可减少使用一些强酸性溶剂。杨渊等人（8）采用乳液聚合法合成了聚苯胺。432 微乳液聚合法微乳液聚合体系由水、苯胺、表面活性剂、助表面活性剂组成，所得聚合物微乳液乳胶粒径分布比常规的乳胶粒径分布要窄得多，而且所得聚合物分子质量高，一般在l0 以上。此法制备的聚合物电导率优于常规乳液法，可分为正向和反向微乳液聚合法。 正相微乳液聚合法典型的正相乳液聚合方法（9）为：将一定量的DBSA加入水中，慢速
11、搅拌溶解，然后加入苯胺单体，持续搅拌2h使其形成高度透明的无色胶束溶液之后，滴加过硫酸铵(APS)水溶液，体系开始反应，颜色从黄色变为白色，最后转变成绿色，反应时间约12h，即获得粒径在2030nm的聚胺纳米胶乳粒子。该胶乳分散体系由于DBSA胶表面的静电排斥作用而能够稳定存在1年以上。 反相微乳液聚合法反相微乳液聚合是以油为分散连续相形成“油包水”型乳液而实现苯胺的氧化聚合。典型的制备方法如下：以非离子型表面活性剂聚乙烯乙二醇异辛酚醚(TritonX一100)为乳化剂，正己醇为助乳化剂，在正己烷溶剂中，加入盐酸和苯胺，充分搅拌乳化得到透明的微乳液。保持反应温度为510C，向微乳液中滴加APS
12、溶液后继续反应一段时间，得到粒径为1020nm的粒径均匀的球形聚苯胺纳米粒子。赵彦保等人（10）用微乳液法合成了聚苯胺。44 含氟聚苯胺的合成在元素周期表中氟是电负性最强的，原子半径小，并且它与碳的键能大于碳与氢之间的键能。因此将氟引入到聚苯胺中可以显著提高聚苯胺的性能。李新贵等人(11)采用三氟甲苯胺合成了含氟聚苯胺，同时发现，当含氟单体在某一值时可得到产率和特性黏数较高的含氟聚苯胺，提高含氟单体反而会使聚苯胺的产率和特性黏数降低。45 磺化苯胺氧化共聚合法黄美荣等人(12)采用磺化苯胺氧化共聚合法制备纳米聚苯胺，选用含有磺酸基团的苯胺单体与苯胺在盐酸水溶液中进行化学氧化聚合，合成的聚苯胺粒
13、子的平均粒径为92.5nm。粒子呈椭球状，长轴为6l21lnm，短轴为38106nm，最小粒径为50nm左右。此方法没有外加乳化剂，减少了合成步骤，后处理简单，且产品纯度高。46 分散聚合法分散聚合体系由单体、分散介质、稳定剂和引发剂等成分组成，稳定剂与分散介质互溶形成各向同性体系，生成的聚合物颗粒不溶于介质中，在达到临界链长度后即析出聚集成小粒子，并借助于稳定剂悬浮在介质中形成稳定分散体系。在聚苯胺的分散聚合中，多使用水为分散介质，易溶于水的大分子聚合物为分散稳定剂，这样单体与水互溶，而聚合产物不溶于水，但受空间分散稳定剂保护而不沉淀、不絮凝，从而获得纳米胶体粒子。47 乙炔黑吸附聚合法 乙
14、炔黑吸附聚合法是在反应体系中引入经预先处理的乙炔黑均匀小颗粒，使苯胺首先被吸附到乙炔黑表面且发生氧化聚合反应，这样可以促使生成的聚苯胺呈均匀、规整的细小颗粒，以利于聚苯胺的加工形成及与其它复合材料成份共混制得导电复合材料。杨蕾玲等人(13)用乙炔黑吸附苯胺化学氧化聚合工艺制备聚苯胺。五性能特点组成：聚苯胺及有机质酸外观颜色：深绿色或者浅绿色粉末导电率：10.6100（s/cm）粒径：小于20um纯度：98.0wt%以上掺杂率：大于30%（摩尔比）分散性：在二甲苯，丁醇溶剂中可分散，浓度超过10 wt%，可加工温度：低于150，气味:无味分解温度：在空气中超过120度吸水性：在空气中可吸3-5%
15、的水份。贮存：密封可贮存两年。化学反应活性：有较高的氧化还原性，可以与碱，氧化剂，还原剂反应，失去导电性。包装：1kg袋装，10kg纸箱装。六、影响因素主要受氧化剂的种类及浓度、反应介质酸的种类和酸度、单体的浓度和反应时间、反应温度等因素的影响。1、对pani-fe-c催化剂的红外光谱热温度的影响2、SEM图像作为一个功能的热处理温度3、催化剂稳定性试验的电位和电压循环4、pani-feco-c的SEM图像（1）催化剂酸的种类和酸度图六、pani-feco-c SEM图像（1）催化剂：（一）之前和（b）在900热处理后酸浸。5、透射电子显微镜表征图八、透射电子显微镜和扫描电镜研究了具有代表性的pani-c，pani-co-c和pani-fe-c催化剂七、聚苯胺的应用作为一种新型的有机高分子导电材料，聚苯胺具有金属不可比拟的优点（17），还具有独特的掺杂机制和可相互转换的不同电子结构态，物理化学性能优良，对光、热稳定性好，其化学可变性大，原料来源广泛易得，价格低廉，尤其是独特的氧化一还原、催化性、质子交换性和光电转换性，在许多领域显示出广泛的应用前景。71 发光二极管1992年美国的UNIX公司报道了柔韧可弯曲的聚合物发光二极管。该二极管的第一层是聚对苯二甲酸乙酯，第二层为聚苯胺薄膜(正电极)，再上面的第三层是由发光
