乳液聚合条件对聚苯胺性能的影响

以（NH4）2S2O8为催化剂,在非极性溶剂-功能质子酸-水三相体系中,采用乳液聚合方法合成聚苯胺。对乳液聚合与化学氧化溶液聚合合成的聚苯胺性能进行了比较,研究了掺杂酸、氧化剂、反应时间、温度等聚合条件对聚苯胺导电性、溶解性等性能的影响。结果表明,乳液聚合产率高于80%,聚苯胺电导率大于1S/cm,在有机溶剂中的溶解性与用化学氧化合成的聚苯胺比较有明显提高。     

原位乳液聚合法制备PAn/PMMA导电复合材料

以(NH4)2S3O8为氧化剂、十二烷基苯磺酸(DBSA)为乳化剂和掺杂剂、苯胺(An)为单体,原位乳液聚合制备了聚苯胺(PAn)/聚甲基丙烯酸甲酯(PAMM)导电复合材料.观察了复合物粒子形貌.研究了反应温度、反应时间、掺杂酸及单体用量等对聚苯胺产率、导电性能的影响.结果表明:复合物粒子为纳米级核/壳结构.适宜的掺杂条件为:APS/An(摩尔比)=1.0～1.2;DBSA/An(摩尔比)=1.5～1.8;An/PMMA(质量比)=1∶4;反应时间18小时;反应温度低于5℃.红外光谱研究表明:PMMA的加入会使体系的掺杂率有所降低.     

聚苯胺的合成优化及其电化学性能研究

运用正交试验法研究了温度、酸浓度、氧化剂配比、金属离子掺杂对乳液聚合聚苯胺性能的影响,结果表明,反应最佳条件为NH4S2O8(m=1.5g):An=3:5、HCl浓度1.2mol/L、反应温度20℃、掺杂离子为Fe3+。不同条件下合成的掺杂态聚苯胺经红外、电导率测定以及循环性能测试,证明,掺杂聚苯胺具有较好的电化学性能。     

化学氧化法制备掺杂态聚苯胺及其表征

利用化学氧化法,以过硫酸铵为氧化剂制备了掺杂态聚苯胺,研究了温度、时间和氧化剂用量对盐酸掺杂聚苯胺产率的影响.结果表明:反应温度对聚合物的产率有明显影响,当反应温度从0℃增加到25℃左右时,产率从53%增加到66%,进一步升高温度,其产率反而会下降.随着反应时间的延长,聚苯胺的产率会增大,这说明延长反应时间可提高聚苯胺的转化率,室温下合理的反应时间约为6h.氧化剂过硫酸铵与盐酸的摩尔比为1时,反应充分,产率高.显微结构分析表明掺杂态聚苯胺呈束状,并且层叠现象比较突出.     

碳纳米管/聚苯胺复合材料的制备及电性能

利用超声波将多壁碳纳米管(CNTs)分散于苯胺盐酸溶液体系中,以过硫酸铵((NH4)2S2O8)为氧化剂,原位聚合法制备碳纳米管/聚苯胺纳米复合材料(CNTs/PANI)。采用扫描电子显微镜(SEM)、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、四探针电导率测试仪对复合材料进行表面观察、结构测定和电性能表征。结果表明,复合材料为核-壳结构,碳纳米管和聚苯胺间存在相互作用,其电导率随碳纳米管含量的增加而增加。     

碘酸钾作氧化剂合成聚苯胺及其性能研究

本文以盐酸苯胺为原料,碘酸钾作氧化剂,在盐酸水溶液中化学法合成聚苯胺,研究了碘酸钾、盐酸苯胺、盐酸的浓度及配比、反应温度和反应时间等对苯胺聚合及产物性能的影响。发现碘酸钾是制备聚苯胺的一种很理想的氧化剂,在很宽广的反应条件范围里,都可以获得具有良好导电性的聚合产物。FT-IR及X射线衍射分析的结果表明,聚合产物在本征态时具有emeraldine式的结构,盐酸掺杂前后都呈非晶态。     

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。     

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。     

酸掺杂聚苯胺合成及性能研究

采用微乳液聚合法,以十二烷基磺酸钠为乳化剂、过硫酸铵为引发剂、盐酸为质子掺杂酸、苯胺为原料制得酸掺杂聚苯胺。运用傅里叶变换红外光谱仪对聚苯胺的结构进行表征,探究浓盐酸掺杂量对聚苯胺电导率的影响,以及聚苯胺流变性能和热分解动力学研究。结果表明,掺杂酸量对电导率有明显影响,当浓盐酸掺杂量为6.5mL时,聚苯胺具有良好的电导率,平均电导率为1.360S/cm;聚苯胺的热分解反应平均活化能为93.66kJ/mol。     

界面聚合法合成柠檬酸掺杂聚苯胺微/纳米结构的研究

以苯胺为单体,过硫酸铵为氧化剂,采用界面聚合法制备了柠檬酸掺杂的微/纳米结构聚苯胺,利用SEM、FT-IR、UV-Vis、XRD及四探针法对其形貌、分子结构及电性能进行了表征。结果表明柠檬酸对聚苯胺进行了有效掺杂,掺杂酸浓度及氧化剂用量对纤维状结构聚苯胺的形成有影响。其中固定[CA]=0.1mol/L,[An]=0.1mol/L(CH2Cl2),过硫酸铵/苯胺摩尔比较小时[n(APS)∶n(An)=1∶4],能够得到形貌较规整的聚苯胺纳米纤维结构,且电导率较高。     

反向微乳液法合成导电聚苯胺纳米粒子

以ＴｒｉｔｏｎＸ－１００为乳化剂、正己醇为助乳化剂,得到以苯胺盐酸盐为水相、正己烷为分散介质的反向（Ｗ／Ｏ）微乳液。进一步以过硫酸铵为氧化剂,合成了导电离子分材料聚苯胺的钠米粒子,对合成反应条件和产物的性能进行了初步的研究。     

聚苯胺／二氧化硅复合微粒子的合成研究

以盐酸为掺杂剂，采用过氧化钨酸-过氧化氢均相催化一氧化体系，在二氧化硅的存在下使用化学氧化法合成了聚苯胺／二氧化硅复合微粒子。探讨了过氧化钨酸-过氧化氢的用量、掺杂酸浓度以及二氧化硅用量和反应时间对复合微粒子的产率及电导率的影响。使用红外光谱对复合微粒子的结构进行了鉴定，并通过SEM分析对复合微粒子的形态进行了表征。     

Effects of synthetic conditions on the structure and electrical properties of polyaniline nanofibers

Polyaniline nanofibers were synthesized by interfacial polymerization in the presence of hydrochloric acid (HClO₄). The effects of the molar ratio of ammonium persulfate (APS) to aniline (ANI) (represented by [APS]/[ANI] ratio) and HClO₄ concentration on the morphology, chain structures, and electrical properties of the polyaniline (PANI) were investigated to understand the formation of nanofibers. The structure and properties of the resulted PANI were characterized with FTIR, UV–Vis, TEM, XRD, and conductivity in detail. The results showed that low [APS]/[ANI] ratio (≤1/4) and high HClO₄ concentration (≥1000 mol/m³) were benefit to the preparation of uniform PANI nanofibers with low content of phenazine-like units and ANI oligomers, and high conductivity.     

Polyaniline as a Gas-Sensor Material

Polyaniline (PANI) was synthesized by oxidative polymerization of aniline using ammonium persulfate in an acid medium. The polyaniline salt was converted to base form by treatment with ammonium hydroxide. The polyaniline base was dissolved in N-methyl pyrrolidone (NMP) for film casting. The cast film was doped with HCl for obtaining higher conductivity. Both doped and undoped PANI films were characterized by UV-visible, FTIR, and XRD analyses. The electrical conductivity of the PANI film was studied by a four-point probe method at room temperature. Finally, ammonia gas-sensing characteristics of the prepared polyaniline film were studied by measuring the change in electrical conductivity on exposure to ammonia gas at different concentrations. The influence of concentration of acid during polymerization of aniline and dopant concentration on the gas sensing characteristics of PANI film are reported in this paper.     

聚苯胺膜的制备研究

为了得到性能优异的高分子导电材料,利用乳液聚合法制备了聚苯胺。系统地研究了各影响因素对聚苯胺电导率的影响。测试结果显示最佳制备条件为：过硫酸铵16．42g,盐酸12mL,十二烷基苯磺酸钠0．21g。聚苯胺的电导率可达0．78S／cm。以三氯甲烷做溶剂,以聚苯乙烯为成膜物可以制备导电聚苯胺的自支撑膜,通过扫描电镜分析表明聚苯胺粒度较为均匀。     

三氟乙酸掺杂的聚苯胺微/纳米管的制备和表征

三氟乙酸(TFA)为掺杂剂,过硫酸铵为氧化剂,在氧化还原反应过程中,通过改变三氟乙酸和苯胺(An)单体的物质的量比([TFA]/[An]),实现了聚苯胺微/纳米结构的可控自组装。在较低的苯胺浓度下,即[TFA]/[An]=2或1时,聚苯胺形态为颗粒状;随着反应体系中苯胺浓度的升高,物质的量比[TFA]/[An]=0.5,0.25时,产物能形成聚苯胺微/纳米管,其外径大约为200 nm~300 nm,空心处内径大约为30 nm~80 nm,微/纳米管表面凹凸不平,存在圆球状聚苯胺颗粒。聚苯胺微/纳米管为掺杂态,在电子吸收光谱中,分别在350 nm附近和630 nm处出现吸收峰。聚苯胺微/纳米管的电导率为10-3S/cm~10-4S/cm。XRD结构分析表明,聚苯胺微/纳米管为部分结晶性材料。     

磺基水杨酸掺杂导电聚苯胺纳米材料的制备与性能研究

采用化学氧化法以苯胺为单体,过硫酸铵为氧化剂,磺基水杨酸为掺杂酸合成聚苯胺纳米棒导电材料。考察了单体/掺杂酸摩尔比对聚苯胺形貌与电性能的影响,采用傅里叶红外光谱,XRD粉末衍射表征聚苯胺结构;电化学工作站、四探针研究表明聚苯胺的导电性随掺杂酸/单体摩尔比的增大而增大,单体/掺杂酸摩尔比为2时电导率为1.43S/cm;SEM、TEM表明聚苯胺纳米棒表面粗糙,直径约为100～200nm,长度约为400～700nm,表面附着了1层10～30nm厚的颗粒;并提出了纳米棒可能的形成机理。     

Synthesis of high-performance one-dimensional polyaniline nanostructures using dodecylbenzene sulfonic acid as soft template

High-performance one-dimensional polyaniline (PANI) nanostructures, i.e. nanotubes and nanofibers were synthesized in the presence of dodecylbenzene sulfonic acid (DBSA) and hydrochloric acid (HCl) aqueous solution, with ammonium peroxydisulfate (APS) as oxidant. And the resulting PANI nanotubes possessed the diameters of 350-650 nm and length up to tens of micrometers and PANI nanofibers with diameters of 120-160 nm, respectively. Especially, the PANI nanotubes had a very uniform structure (nearly 100% in nanotubes) and the reaction yield was about 110% (compared to the quantity of aniline in the reaction). The formation mechanism of 1D PANI nanostructures was also proposed. The guide effect of the initial “soft-template” formed by aniline and DBSA was greatly controlled by its content and chemical structures.