型导电高分子材聚苯胺.ppt

1、新型导电高分子材料,-聚苯胺,高分子导电材料的诞生,1977年日本筑波大学的Shirakawa教授发现了聚乙炔具有导电性，新型交叉学科-导电高分子科学诞生了。随着人们的不断研究，相继发现了聚吡咯，聚噻吩，聚苯胺，聚对亚甲基苯，聚苯硫醚等导电高分子。目前，研究最广泛的导电聚合物包括聚乙炔，聚吡咯，聚噻吩和聚苯胺。由于聚乙炔的合成工艺，力学性能和稳定性等诸多因素的限制，人们对其的研究兴趣逐渐减少。而后三种尤其是聚苯胺由于原料易得，合成工艺简便，导电性和稳定性优良，成为众人的研究焦点。,倍受青睐的导电高分子-聚苯胺,化学合成法 在带有搅拌装置的三口瓶中依次加入水，盐酸（HCl）和苯胺，然后再搅拌下滴

2、加硫代硫酸胺使其在一定温度下发生聚合，反应结束后，过滤所得产物，再有1mol/L的盐酸反复洗涤，过滤至基本无色，将产物在60度以下真空干燥48小时，便可得到墨绿色参杂态聚苯胺。,聚苯胺的掺杂,为了进一步提高聚苯胺的导电性能，人们发现了用不同的物质作掺杂剂时，所得到的掺杂态聚苯胺的导电能力及其形态也会不同。使用普通的有机酸，酸性较弱的无机酸和部分路易斯酸作掺杂剂时，都只能获得较低电导率的掺杂聚苯胺。用酸性较强的质子酸，如硫酸，磷酸，四氟硼酸，盐酸作掺杂剂时，则可得到电导率较高的掺杂态聚苯胺。由于四氟硼酸有腐蚀性，硫酸和磷酸是不挥发性酸，所以常用的无机酸掺杂剂是盐酸。,无机小分子酸的尺寸小，易扩散

3、，所以其掺杂过程简单，通过PH的控制就可以控制其掺杂程度。但是小分子掺杂的聚苯胺稳定性和可溶性较差。基于这种思想，人们开始采用分子相对大的有机酸来进行掺杂，使其的稳定性和可溶性有了极大的改善。其中应用最多的就是有机磺酸，如对甲苯磺酸，磺基水杨酸，十二烷基苯磺酸等等，这些有机酸掺杂剂得到的掺杂聚苯胺稳定性和可溶性有了很大的提高。如使用十二烷基苯磺酸作掺杂剂时，可以使掺杂聚苯胺在弱极性或非极性有机溶剂（二甲苯，二氯甲烷）里的溶解度达到百分之二十。,聚苯胺的可溶性,由于聚苯胺链的强刚性和链间强的相互作用。使得它的溶解性极差，相应的可加工性也很差。当今，研究在有高电导率的基础上具有良好的可溶性聚苯胺成

4、为受人关注的问题。自从1992年，国外学者首先以氯苯乙烯磺酸（PSSA）为反应模板，以氯化高铁为氧化剂，合成了可溶于水的PSSA掺杂的聚苯胺。后来不少学者采用水-油二相乳液聚合法。以DBSA为乳化剂和掺杂剂，硫代硫酸氨为引发剂，制备了可溶性聚苯胺。,聚苯胺的可加工性改善,为了改善聚苯胺的可加工性，人们用加工性能好的聚合物与聚苯胺复合，得到便于使用的导电复合材料。还可使聚苯胺与各种金属粉末及其化合物复合，得到杂化功能材料和导电纳米材料。Banger等人将聚苯胺与PVC的混合物在THF溶液中超声分散，得到了微球状的纳米聚苯胺。更有不少学者利用不同的方法得到了纤维状，管状的纳米聚苯胺。导电聚苯胺纳米结构在电学，力学，气体传感等方面，具有优于普通导电材料的性能，并且可以与其他材料（碳纳米管，四氧化三铁，二氧化钛，生物酶）实现纳米层次上的复合，得到多功能复合材料，因为此类型材料不仅能发挥纳米粒子的表面效应，小尺寸效应和量子效应，而且具有良好的加工性能，纳米聚苯胺系列材料不仅有效改善了聚苯胺难熔难溶加工性，并且在光，电，力学等方面