新型導電高分子材聚苯胺課件

新型導電高分子材料----------聚苯胺高分子導電材料的誕生1977年日本筑波大學的Shirakawa教授發(fā)現(xiàn)了聚乙炔具有導電性，新型交叉學科-----導電高分子科學誕生了。隨著人們的不斷研究，相繼發(fā)現(xiàn)了聚吡咯，聚噻吩，聚苯胺，聚對亞甲基苯，聚苯硫醚等導電高分子。目前，研究最廣泛的導電聚合物包括聚乙炔，聚吡咯，聚噻吩和聚苯胺。由于聚乙炔的合成工藝，力學性能和穩(wěn)定性等諸多因素的限制，人們對其的研究興趣逐漸減少。而后三種尤其是聚苯胺由于原料易得，合成工藝簡便，導電性和穩(wěn)定性優(yōu)良，成為眾人的研究焦點。倍受青睞的導電高分子----聚苯胺化學合成法在帶有攪拌裝置的三口瓶中依次加入水，鹽酸（HCl）和苯胺，然后再攪拌下滴加硫代硫酸胺使其在一定溫度下發(fā)生聚合，反應結束后，過濾所得產(chǎn)物，再有1mol/L的鹽酸反復洗滌，過濾至基本無色，將產(chǎn)物在60度以下真空干燥48小時，便可得到墨綠色參雜態(tài)聚苯胺。無機小分子酸的尺寸小，易擴散，所以其摻雜過程簡單，通過PH的控制就可以控制其摻雜程度。但是小分子摻雜的聚苯胺穩(wěn)定性和可溶性較差?；谶@種思想，人們開始采用分子相對大的有機酸來進行摻雜，使其的穩(wěn)定性和可溶性有了極大的改善。其中應用最多的就是有機磺酸，如對甲苯磺酸，磺基水楊酸，十二烷基苯磺酸等等，這些有機酸摻雜劑得到的摻雜聚苯胺穩(wěn)定性和可溶性有了很大的提高。如使用十二烷基苯磺酸作摻雜劑時，可以使摻雜聚苯胺在弱極性或非極性有機溶劑（二甲苯，二氯甲烷）里的溶解度達到百分之二十。聚苯胺的可溶性由于聚苯胺鏈的強剛性和鏈間強的相互作用。使得它的溶解性極差，相應的可加工性也很差。當今，研究在有高電導率的基礎上具有良好的可溶性聚苯胺成為受人關注的問題。自從1992年，國外學者首先以氯苯乙烯磺酸（PSSA）為反應模板，以氯化高鐵為氧化劑，合成了可溶于水的PSSA摻雜的聚苯胺。后來不少學者采用水----油二相乳液聚合法。以DBSA為乳化劑和摻雜劑，硫代硫酸氨為引發(fā)劑，制備了可溶性聚苯胺。聚苯胺的可加工性改善為了改善聚苯胺的可加工性，人們用加工性能好的聚合物與聚苯胺復合，得到便于使用的導電復合材料。還可使聚苯胺與各種金屬粉末及其化合物復合，得到雜化功能材料和導電納米材料。Banger等人將聚苯胺與PVC的混合物在THF溶液中超聲分散，得到了微球狀的納米聚苯胺。更有不少學者利用不同的方法得到了纖維狀，管狀的納米聚苯胺。導電聚苯胺納米結構在電學，力學，氣體傳感等方面，具有優(yōu)于普通導電材料的性能，并且可以與其他材料（碳納米管，四氧化三鐵，二氧化鈦，生物酶）實現(xiàn)納米層次上的復合，得到多功能復合材料，因為此類型材料不僅能發(fā)揮納米粒子的表面效應，小尺寸效應和量子效應，而且具有良好的加工性能，納米聚苯