基于灰色理论的掺杂态导电聚苯胺的制备及导电性能研究

以苯胺(An)为单体,氨基磺酸(SA)为掺杂剂,过硫酸铵(APS)为氧化剂,采用化学氧化聚合法合成了掺杂态导电聚苯胺。考察了n(苯胺)/n(掺杂剂)、n(苯胺)/n(氧化剂)和反应时间对聚苯胺电导率的影响。结果表明,当n(An)∶n(SA)∶n(APS)=1∶6∶0.4、反应时间为6h时,聚苯胺的电导率最高达到0.87S/cm。进一步利用灰色关联分析,定量地分析了各因素对掺杂态导电聚苯胺电导率的影响程度,得出了各因素影响电导率的大小顺序为掺杂剂、氧化剂、反应时间。并以氨基磺酸的添加量为基本建立了掺杂态导电聚苯胺电导率的灰色预测模型(灰色离散Verhulst模型),预测了氨基磺酸不同添加量下的电导率,平均预测精度为97.25%。结果证明,灰色系统理论在掺杂态导电聚苯胺的电导率的预测中是可行的。     

磁场环境中磺基水杨酸再掺杂聚苯胺的性能研究

以磺基水杨酸作为掺杂剂,在磁场环境中对聚苯胺进行再掺杂,探讨了磁场强度、掺杂剂浓度和掺杂时间对再掺杂聚苯胺的导电性、溶解性和热稳定性能的影响,并通过四探针、热重分析（TGA）、紫外可见光谱（uV-Vis）以及X-射线衍射（XRD）对再掺杂聚苯胺性能进行了表征。结果表明：在磁场环境中,由于磁场和掺杂酸对聚苯胺,性能影响的协同效应,导致聚苯胺的电导率、溶解性和热稳定性得到了明显的改善,结晶度也得到了很大提高。与无磁场相比,其电导率从0．5s／cm增加到了3．2s／cm,在二甲苯中的溶解度也从12％提高到23％,热分解温度从220℃提高到320℃。     

间甲酚和磺酸对聚苯胺“协同掺杂”作用研究

将甲酚作为一种掺杂剂与传统掺杂剂对聚苯胺(PANI)进行共同掺杂,并通过改变甲酚掺杂量和掺杂方式,制备得到一系列甲酚、磺酸共同掺杂PANI。测定了掺杂产物的电导率、结晶度和热稳定性,结果表明,甲酚和磺酸共同掺杂使PANI的分子链构像由卷曲变得更加舒展,从而使其电导率提高。在掺杂的同时加入间甲酚,且甲酚和本征态聚苯胺(EB)的摩尔比为0.2∶1所得PANI的电导率达到32.5S/cm。共同掺杂还使所得PANI的结晶度增大,热稳定性提高。     

功能磺酸掺杂聚苯胺的电导率及其光谱特征研究

合成了十二烷基苯磺酸(DBSA)、磺基水杨酸(SSA)和对甲苯磺酸(TSA)掺杂的导电聚苯胺样品:PANI/DBSA,PANI/SSA,PANI/TSA.用四探针法测定其电导率,研究不同功能磺酸掺杂对聚苯胺电导率的影响,分析它们的FT-IR光谱、UV-VIS光谱吸收及NIR光谱反射现象及其变化.结果表明,功能磺酸掺杂剂的对阴离子尺寸大小影响其掺杂PANI的电导率和光谱特征,PANI/DBSA的对阴离子尺寸大于PANI/SSA,PANI/TSA,其电导率、FT-IR和UV-VIS图谱红移量都相对PANI/SSA,PANI/TSA大.同时不同功能磺酸掺杂聚苯胺的NIR光谱反射率为:PANI/DBSA＞PANI/SSA＞PANI/TSA.     

导电聚苯胺二次掺杂制备方法及性能研究

利用化学氧化合成原理,以氨基磺酸(SA)为一次掺杂剂,盐酸为二次掺杂剂,制备了二次掺杂的导电聚苯胺,分别考察了不同掺杂剂量、氧化剂量及掺杂反应时间等因素对聚苯胺电导率的影响。实验结果表明,当n(An)∶n(SA)∶n(APS)=1∶5∶0.4,盐酸为1mol/L,一次掺杂反应时间为3.5h时,所得产物电导率较高且可达3.18S/cm。结果表明,二次掺杂工艺得到的产物具有较好的导电性能,并节约SA用量约40%,是一种绿色、新颖的制备方法。     

导电聚苯胺纤维的制备与性能表征

以一种新型的双子表面活性剂6,6′-(丁基-1,4-二基双氧)双(3-壬基苯磺酸)(9BA-4-9BA)作为掺杂剂制备聚苯胺导电纤维,并与用2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPSA)掺杂的聚苯胺纤维的性能进行比较,探讨了聚苯胺分子量、纺丝原液的浓度、掺杂剂种类、凝固浴、牵伸工艺对纤维形貌和导电性能的影响。研究表明,质量分数为14%的AMPSA掺杂聚苯胺的二氯乙酸溶液在丙酮凝固浴中得到的初生纤维的电导率达到1.77S/cm,而质量分数为14%9BA-4-9BA掺杂聚苯胺的二氯乙酸溶液在9BA-4-9BA/丙酮凝固浴中得到的初生纤维及1倍牵伸纤维的表面形貌光滑规整,电导率分别为0.39 S/cm和1.14 S/cm。     

聚苯胺微纤维的热稳定性

以对甲苯磺酸(TSA)为掺杂剂合成的平均直径为160 nm纤维形貌聚苯胺(PA n i-TSA)为研究对象,采用SEM、TGA、FT-IR、XRD及XPS等分析手段探讨了热处理温度对其电导率、形貌及结构的影响。结果表明,在空气气氛中,PA n i-TSA微纤维样品的室温电导率在热处理温度低于150℃时具有良好的稳定性;当热处理温度超过150℃后,因掺杂剂TSA从聚苯胺分子链中脱出而导致其电导率逐渐下降;当热处理温度为250℃时,样品的电导率比热处理前下降了9个数量级。随着热处理温度的升高,纤维形貌的PA n i-TSA的平均直径增大,其结晶度也逐渐下降。     

酸性磷酸酯掺杂剂的合成及对聚苯胺水分散液稳定性的影响

为了深入研究掺杂剂对聚苯胺水分散液稳定性的影响,通过将不同摩尔比的二乙二醇单甲醚(DEGME)与三氯氧磷(POCl3)反应合成一系列带有短链乙氧基的酸性磷酸酯掺杂剂。在酸性条件下,采用过硫酸铵氧化法制备聚苯胺,经氨水脱掺杂获得本征态聚苯胺;并用傅立叶变换红外光谱、紫外-可见光谱对磷酸酯掺杂剂和聚苯胺的结构进行了表征。将所合成的磷酸酯掺杂剂与本征态或掺杂态聚苯胺混合,研究确定聚苯胺在水中具有最佳分散效果时所对应的POCl3和DEGME的摩尔比。结果表明:当POCl3和DEGME的摩尔比为1∶4时,制备的磷酸酯掺杂聚苯胺的分散稳定性最好。此外,带有短链乙氧基的酸性磷酸酯掺杂本征态聚苯胺比掺杂导电聚苯胺的分散效果好。     

掺杂不同金属离子聚苯胺/蒙脱土的制备及其电导率研究

在聚合温度为25℃、n(过硫酸铵):n(苯胺)=1:1、掺杂剂磺基水杨酸c(SSA)=0.03mol/L、蒙脱土量为1%的实验条件下,采用插层聚合法制备出聚苯胺/蒙脱土复合纳米材料.在该复合材料中掺杂不同的金属离子,测其导电率的变化情况,并且与未掺杂复合材料的导电率进行比较.TGA分析表明.有机物进入到蒙脱土片层间;FT-IR分析表明,蒙脱土进入到聚苯胺中;XRD分析表明,制备的复合材料中蒙脱土被完全剥离;电导率实验表明,聚苯胺/蒙脱土掺杂氧化铁的氯盐溶液电导率最高.     

聚苯胺的掺杂及其性能的研究EI

借助FT-IR、元素分析和X射线衍射等手段对聚苯胺的掺杂以及掺杂产物的结构与性能进行了研究。发现聚苯胺的掺杂是按质子转移机制进行的,只有用酸性强、稳定性好的质子酸作掺杂剂才能获得高导电性的掺杂产物。聚苯胺的掺杂受pH值的影响很大。适当的热处理可提高盐酸掺杂的聚苯胺的结晶度,但温度高于160℃时,对掺杂态聚苯胺的结构和导电性有显著影响。