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导电高分子聚苯胺合成和应用研究

【树脂基复合材料论文】摘要:导电高分子是指经化学或电化学掺杂后可以由绝缘体向导体或半导体转变的含π电子共轭结构的有机高分子的统称。其是目前研究导电高分子材料领域的热点之一,其中因聚苯胺具有原料易得、合成工艺简单、化学及环境稳定性好等特点而得到了更加广泛的研究和开发,并在许多领域显示出了广阔的应用前景,本文论述了导电高分子聚苯胺的合成方法及其应用。
关键词:导电高分子 聚苯胺 合成 应用
一、聚苯胺的合成
聚苯胺在1862年就已经被HLhetbey发现,其合成研究始于20世纪初期。人们曾采用各种氧化剂和反应条件对苯胺进行氧化,并得到了一系列不同氧化程度的聚苯胺产物。而聚苯胺被从新开发出来是在1984年美国宾夕法尼亚大学的化学家MacDiarmid等人。目前,经过国内外的大量文献报道,合成聚苯胺的方法主要是化学合成和电化学合成两大类,
(一)化学合成法。聚苯胺的化学合成是在酸性介质中用氧化剂使苯胺单体氧化聚合。化学法能够制备大批量的聚苯胺样品,也是最常用的一种制备聚苯胺的方法。用HCI作介质,用(NH4)2S208作氧化剂,一次性可用22500g苯胺合成聚苯胺。化学法合成聚苯胺主要受反应介质酸的种类、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。
1 酸的种类及其浓度对合成聚苯胺性能的影响。
苯胺在HCI,HBr,H2SO4,HCIO4,HNO3,CH3COOH,HBF4及对甲苯磺酸等介质中聚合都能得到聚苯胺,而在H2SO4,HCI,HCIO4体系中可得到高电导率的聚苯胺,在HNO3,CH3COOH体系中所得到的聚苯胺为绝缘体。非挥发性的质子酸H2SO4,HCIO4最终会残留在聚苯胺的表面,影响产品质量,最常用的介质酸是HCI。质子酸在苯胺聚合过程中的主要作用是提供质子,并保证聚合体系有足够酸度的作用,使反应按1,4-偶联方式发生。只有在适当的酸度条件下,苯胺的聚合才按1,4-偶联方式发生。酸度过低,聚合按头一尾和头一头两种方式相连,得到大量偶氮副产物。当酸度过高时,又会发生芳环上的取代反应
 
 
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