论文部分内容阅读
本文利用聚沉聚合及快速氧化法合成高导电性聚苯胺。在聚沉聚合过程中，苯胺盐(An-HCl)和十二烷基磺酸钠(SDS)之间发生的聚沉反应，实现对苯胺单体的固定及极化，同时聚沉反应生成的聚沉体能够明显延缓氧化剂的进入，这样聚合的速率显著降低。聚合速率的降低，形成的苯胺链有足够的时间来进行链结构的调整以及掺杂剂进入苯胺链；同时聚合完成，SDS因为静电作用被破坏而离开苯胺链，形成的空穴迅速的被盐酸填充，这样有利于苯胺链的掺杂，因此，可以通过聚沉聚合得到高导电性聚苯胺。在聚沉反应中，当各影响因素的摩尔比An:SDS:HCl:APS=1.69:0.46:15.38:1，使用0.4mol/L的盐酸溶液作为洗液时，聚苯胺的电导率达到最高，为24.39S/cm。在快速氧化法过程中，我们主要是考虑形成苯式结构和醌式结构得失电子数的差别:从苯胺单体到苯式结构失去2个电子，而从苯式结构到醌式结构需要再失去4个电子。快速加入氧化剂，在反应开始时就可以满足生成醌式结构所需要的氧化性要求。反应开始的时候，可以大量的生成醌式结构，而反应始终在链端进行，这样即使生成的苯胺链缠绕堆积在一起，但是反应链端始终处于酸体系中，不会影响掺杂的进行。通过快速氧化法同样可以得到高电导性的聚苯胺，当HCl:APS:An=7.6:0.466:1时，聚苯胺电导率高达27.78S/cm。我们进一步研究了快速氧化法的对不同无机酸反应体系(磷酸和硫酸)的普遍适用性。研究表明，这两种酸体系均可得到高电导性的聚苯胺，其电导率分别达到:20.83S/cm和34.48S/cm，说明快速氧化法制备聚苯胺，对无机酸反应体系有着很强的普遍适用性。最后，在无机酸反应体系基础上，我们研究了快速氧化法对盐酸+有机磺酸(钠)的混合酸(钠)反应体系的普遍适应性，并研究混合酸(钠)体系制备的聚苯胺的分散性及其它性能。实验表明，快速氧化法对不同的混合酸(钠)反应体系同样有很强的普遍适用性。有机磺酸的掺杂明显改善了聚苯胺的分散性及热稳定性，得到具有高导电性、高分散性、稳定性好的聚苯胺，从而快速氧化法制备聚苯胺更具实际意义。