新型導(dǎo)電高分子材聚苯胺課件

新型導(dǎo)電高分子材料----------聚苯胺高分子導(dǎo)電材料的誕生1977年日本筑波大學(xué)的Shirakawa教授發(fā)現(xiàn)了聚乙炔具有導(dǎo)電性，新型交叉學(xué)科-----導(dǎo)電高分子科學(xué)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(duì)亞甲基苯，聚苯硫醚等導(dǎo)電高分子。目前，研究最廣泛的導(dǎo)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(xué)性能和穩(wěn)定性等諸多因素的限制，人們對(duì)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(jiǎn)便，導(dǎo)電性和穩(wěn)定性優(yōu)良，成為眾人的研究焦點(diǎn)。倍受青睞的導(dǎo)電高分子----聚苯胺化學(xué)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(yīng)結(jié)束后，過濾所得產(chǎn)物，再有1mol/L的鹽酸反復(fù)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(shí)，便可得到墨綠色參雜態(tài)聚苯胺。無機(jī)小分子酸的尺寸小，易擴(kuò)散，所以其摻雜過程簡(jiǎn)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(duì)大的有機(jī)酸來進(jìn)行摻雜，使其的穩(wěn)定性和可溶性有了極大的改善。其中應(yīng)用最多的就是有機(jī)磺酸，如對(duì)甲苯磺酸，磺基水楊酸，十二烷基苯磺酸等等，這些有機(jī)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(shí)，可以使摻雜聚苯胺在弱極性或非極性有機(jī)溶劑（二甲苯，二氯甲烷）里的溶解度達(dá)到百分之二十。聚苯胺的可溶性由于聚苯胺鏈的強(qiáng)剛性和鏈間強(qiáng)的相互作用。使得它的溶解性極差，相應(yīng)的可加工性也很差。當(dāng)今，研究在有高電導(dǎo)率的基礎(chǔ)上具有良好的可溶性聚苯胺成為受人關(guān)注的問題。自從1992年，國(guó)外學(xué)者首先以氯苯乙烯磺酸（PSSA）為反應(yīng)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(xué)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(fù)合，得到便于使用的導(dǎo)電復(fù)合材料。還可使聚苯胺與各種金屬粉末及其化合物復(fù)合，得到雜化功能材料和導(dǎo)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(xué)者利用不同的方法得到了纖維狀，管狀的納米聚苯胺。導(dǎo)電聚苯胺納米結(jié)構(gòu)在電學(xué)，力學(xué)，氣體傳感等方面，具有優(yōu)于普通導(dǎo)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(shí)現(xiàn)納米層次上的復(fù)合，得到多功能復(fù)合材料，因?yàn)榇祟愋筒牧喜粌H能發(fā)揮納米粒子的表面效應(yīng)，小尺寸效應(yīng)和量子效應(yīng)，而且具有良好的加工性能，納米聚苯