论文部分内容阅读
聚苯胺以其结构多样化、环境稳定性好、耐氧化性以及原料价廉易得、制备方法简单等特点,在导电高分子研究领域备受关注。但是聚苯胺的共轭刚性链结构,使其几乎不溶于任何溶剂。因此,制备可溶性聚苯胺具有重大的意义。
在该论文中,采用原位聚合法制备了聚苯胺/聚甲基丙烯酸甲酯复合物,较系统地研究了过硫酸铵与苯胺的摩尔比、甲基丙烯酸甲酯与苯胺的摩尔比、过硫酸铵的滴加时间、反应温度、加料方式以及反应时间对复合物性能的影响。通过一系列的探讨,得到如下最佳合成工艺条件:过硫酸铵与苯胺的摩尔比为1:1,甲基丙烯酸甲酯与苯胺的摩尔比为2:l,过硫酸铵的滴加时间为20min,反应温度为30℃,采用将基体和氧化剂分别加入苯胺的酸性溶液中,反应时间为5h。在此工艺条件下,电导率最高为5.58×10-3S/cm。采用原位聚合法制备了聚苯胺/席夫碱复合物(席夫碱是通过乙二胺和水杨醛合成的),研究了苯胺用量对复合物性能和产率的影响。研究表明:室温下,保持席夫碱质量和盐酸浓度不变的情况下,当苯胺为4.0ml,过硫酸铵为10.0g时,复合物的电导率最高可达到2.05×10-3S/cm。
通过原位聚合法,室温下使苯胺在金属氧化物(TiO2、Al2O3、MnO2)表面发生聚合制备了聚苯胺/金属氧化物导电复合材料。保持金属氧化物质量和盐酸浓度不变的情况下,苯胺为3.0ml,过硫酸铵为7.53g时,复合材料的电导率较Pan(9.21×10-6S/cm)提高了l~4个数量级。另外,苯胺在金属氧化物表面聚合时,降低了TiO2和Al2O3的吸水率,但是MnO2的吸水率反而提高。聚苯胺/二氧化钛复合材料的吸水率比二氧化钛下降了9%;聚苯胺/三氧化铝复合材料的吸水率比三氧化铝下降了29%;聚苯胺/二氧化锰复合材料比二氧化锰提高了22%。
以过硫酸铵作为氧化剂,采用原位化学氧化聚合法制备了聚N-甲基苯胺均聚物以及苯胺与N-甲基苯胺的共聚物。较系统地研究了氧化剂的用量、盐酸浓度、反应温度、聚合时间等对均聚物和共聚物性能以及产率的影响。研究表明:对于制备聚N-甲基苯胺而言,过硫酸铵与N-甲基苯胺的摩尔比为1:2,盐酸的浓度为2.0mol/L,反应温度为20℃,聚合时间5h,为最佳合成工艺条件,在此工艺条件下,聚合物的电导率最高可达到8.63×10-5S/cm。然而对于共聚物来说,苯胺与N-甲基苯胺的摩尔比为2:3,过硫酸铵与N-甲基苯胺的摩尔比为1:1,盐酸的浓度为2.0mol/L,反应温度为20℃,聚合时间为5h,为最佳工艺条件。在此工艺条件下,共聚物电导率最高可达到7.90×10-4S/cm。在以上最佳合成工艺条件下聚合物的溶解性能有了明显改善。它们在N,N-二甲基甲酰胺和甲酰胺中都能溶解,而且象聚N-甲基苯胺和苯胺与N-甲基苯胺的共聚物在二甲基亚砜中都易溶。