有机/无机酸复合掺杂导电聚苯胺的合成及性能研究

采用化学氧化聚合法以苯胺为单体,过硫酸胺为氧化剂,在有机/无机混合酸的水溶液中合成导电聚苯胺.考察了有机/无机混合酸对聚苯胺性能的影响,并通过四探针、差热分析、红外光谱及拉曼光谱研究聚苯胺掺杂前后结构的变化.结果表明,当聚合温度为20℃、磺基水杨酸和硫酸的摩尔浓度比为0.25:1时,掺杂态聚苯胺电导率和溶解度达到最大值;其中电导率可达13.5 S·cm~(-1),在氮甲基吡咯烷酮(NMP)中溶解度可达85%.差热分析表明,有机/无机酸复合掺杂聚苯胺热稳定性较单一酸掺杂聚苯胺热稳定性有很大的提高;红外光谱和拉曼光谱表明;掺杂后聚苯胺具有导电性是因为其分子链上电荷离域形成了共轭结构.     

有机酸掺杂聚苯胺的研究进展

聚苯胺是一种非常有前途的导电聚合物。掺杂能提高聚苯胺的导电性、稳定性及其他性能,聚苯胺的掺杂受到了人们的广泛关注,尤其是有机酸的掺杂。有机酸种类众多且性能各异,能够使聚苯胺很多性质发生变化。本文重点综述了分别以单一有机酸、有机酸和金属氧化物、有机酸和无机酸、有机酸和其他无机物为掺杂剂合成聚苯胺的研究现状,详细介绍了各种掺杂态聚苯胺的性能及应用,简要介绍了影响聚苯胺性能的因素,并比较了不同掺杂态聚苯胺的优缺点。分析结果表明：与单一有机酸掺杂的聚苯胺相比,采用两种类型的掺杂剂共掺杂合成的聚苯胺具有更突出的性能及更大的应用前景。提出了采用两种或两种以上不同类型的掺杂剂共掺杂将是聚苯胺今后的主要研究方向。     

掺杂态聚苯胺的制备与表征

以本征态聚苯胺为原料,以盐酸、硫酸、5-磺基水杨酸、对甲苯磺酸和十二烷基苯磺酸为掺杂酸,制备出盐酸掺杂聚苯胺、硫酸掺杂聚苯胺、5-磺基水杨酸掺杂聚苯胺、对甲苯磺酸掺杂聚苯胺和十二烷基苯磺酸掺杂聚苯胺。对掺杂态聚苯胺的结构、电导率、溶解性和热稳定性进行测试,分析了掺杂酸对本征态聚苯胺的结构与性能的影响。     

不同态煤基聚苯胺的结构与性能

采用溶液再掺杂法制备了DBSA二次掺杂态煤基聚苯胺(CBP-R-DBSA),得出较佳的二次掺杂条件:时间24 h,温度30℃,酸浓度1.2 mol/L,所得产物电导率为6.08×10-2 S/cm.分析探讨了煤基聚苯胺的掺杂-脱掺杂过程及不同态煤基聚苯胺的结构与性能,结果表明:原位聚合引入的外加酸与煤大分子酸对聚苯胺具有协同掺杂效应,煤基聚苯胺的掺杂-脱掺杂不完全可逆,煤表面酸性基团的掺杂作用相应减少了聚苯胺链上的掺杂活性点,这限定了DBSA对U-CBP的有效二次掺杂,其掺杂效果逊于乳液聚合原位掺杂.     

聚苯胺复合涂料红外与吸波性能研究

采用化学镀制备镍钴磷合金包覆盐酸掺杂聚苯胺粉体、高氯酸掺杂聚苯胺粉体和本征态聚苯胺粉体复合材料.分别以盐酸掺杂聚苯胺粉体、高氯酸掺杂聚苯胺粉体、本征态聚苯胺粉体以及化学镀复合粉体作为吸波剂,醇酸清漆为基料,制备了吸波涂层,并测定涂层微波反射率.分别以盐酸掺杂聚苯胺、高氯酸掺杂聚苯胺、本征态聚苯胺粉体为填料,聚氨酯为基料,制备红外涂层,并测试涂层的红外发射率.研究结果表明,本征态聚苯胺化学镀复合粉体吸波性能有较大提高,在15.5 GHz,反射率为-7.5 dB;盐酸掺杂聚苯胺粉呈现微波和红外兼容特性,对于雷达红外复合隐身涂料开发具有应用前景.     

聚苯胺的FeCl3掺杂及固化环氧树脂行为研究

聚苯胺是极有前途的导电高分子材料,通过对FeCl3掺杂聚苯胺的性能及FeCl3掺杂聚苯胺固化环氧树脂行为的研究,发现随FeCl3含量的增加,掺杂聚苯胺的电导率先升后降,而密度始终增加;随树脂中FeCl3掺杂聚苯胺含量的增加,树脂的凝胶时间缩短.据此制备了电导率为1×10-5 S/cm的FeCl3掺杂聚苯胺/环氧树脂浇铸体和翠绿色的导电涂层.并有望进一步将聚苯胺与环氧树脂共混制成既有环氧树脂的良好力学性能,又兼具聚苯胺电磁性能的聚苯胺/环氧树脂复合材料.     

有机磺酸掺杂聚苯胺的气敏性能

采用化学氧化聚合法,以苯胺为单体,过硫酸铵为氧化剂,在不同的酸性介质中合成了聚苯胺(PAn),采用傅里叶红外光谱和TG-DTA技术埘聚苯胺掺杂前后的结构变化和热稳定性进行了分析,结果表明,掺杂剂的加入降低了聚苯胺分了链的分解温度,与HCl掺杂相比,有机磺酸掺杂的聚苯胺具有更好的热稳定性.研究了不同质子酸掺杂对聚苯胺气敏性能的影响,结果表明有机磺酸掺杂的聚苯胺比PAn-HCI对目标气体具有更好的灵敏性,其中结果最好的PAn-SSA在室温下对1000×10-0NH3的灵敏度达到了15.47,而且响应时间小于20 s,恢复时间小于2 min,响应恢复性能良好.测试了不同酸掺杂聚苯胺灵敏度的长期稳定性,结合TG-DTA的分析结果,说明与PAn-HCI相比,有机磺酸掺杂的聚苯胺具有更好的环境稳定性.     

防腐蚀涂料

正201603009具有不同组成的聚苯胺复合涂层及其在低碳钢上的防腐性能研究[刊,英]/Grgur,B.N.等//Progress in Organic Coatings.-2015,79.-17~24采用电化学和化学方法研究了聚苯胺复合涂层对低碳钢的防腐蚀性能。采用化学脱掺杂和掺杂的方法制备了氧化态聚苯胺和苯甲酸盐形式的聚苯胺粉末。采用不同工艺,以聚苯胺粉末为原料制备了复合涂层。并     

DBSA掺杂聚苯胺在导电塑料中的应用

以十二烷基苯磺酸(DBSA)作为掺杂酸合成掺杂态聚苯胺,并以掺杂态聚苯胺和特导炭黑做为导电填料,线性低密度聚乙烯(LLDPE)为基体,乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)作为增塑剂,掺杂态聚苯胺和特导炭黑作为导电填料,制备导电塑料。使用四探针法测定了掺杂态聚苯胺和导电塑料的电导率,使用扫描电子显微镜、X射线衍射、红外光谱法、热重法对掺杂态聚苯胺进行分析和表征,并且测试了导电塑料的力学性能和流动性能。研究表明:掺杂态聚苯胺具有良好的导电性能,可以作为导电塑料的导电填料使用;并且使用掺杂态聚苯胺和特导炭黑作为导电填料制备的导电塑料比单独使用掺杂态聚苯胺具有更好的导电性能,力学性能。     

HCl和TSA共掺杂聚苯胺/凹土纳米导电复合材料

用快速原位聚合工艺制备了盐酸(HCl)和对甲苯磺酸(TSA)共掺杂聚苯胺(PANI)/凹土(ATP)纳米复合材料.通过正交实验确定了最佳反应条件,并用紫外-可见光谱、热重-差热分析、X射线衍射、Fourier红外光谱、透射电镜等对最佳条件下所得的纳米复合材料进行了表征.结果表明:HCl和TSA的混酸环境能快速实现苯胺的聚合及聚苯胺的掺杂,所生成的聚苯胺以晶态形式包覆在凹土的表面,并在物理作用下与凹土形成了纳米核壳结构纳米复合材料;纳米复合材料中聚苯胺的包覆率为23.49%,与纯HCl和TSA共掺杂聚苯胺相比,纳米复合材料的耐热性能得到提高.     

十二烷基苯磺酸掺杂聚苯胺的性能研究

用十二烷基苯磺酸 (DBSA)对本征态聚苯胺 (PAn)进行掺杂 ,得到溶解性、成膜性和光电性能俱佳的掺杂态聚苯胺。红外光谱研究表明 :DBSA掺杂PAn的吸收峰都向低频方向移动。探讨DBSA浓度、掺杂温度和时间以及洗涤滤液pH值对聚苯胺电导率的影响。结果表明 :当c(DBSA) =1 0mol/L ,T =32 3K ,t=8h ,洗涤滤液 pH =3时 ,聚苯胺的电导率为 0 90 9S/cm。紫外 -可见吸收光谱表明 ,掺杂态聚苯胺的吸收峰变宽而且发生红移。X射线衍射在 2θ =8 86°,1 7 7° ,2 1 4°和 2 6 7°处出现 4个较强的低角度衍射峰 ,表明DBSA掺杂的聚苯胺具有较强的结晶性能。     

对甲苯磺酸掺杂聚苯胺材料的导电性能及其机理研究

通过再掺杂法制备了对甲苯磺酸（TSA）掺杂的导电聚苯胺（PANI）,探究掺杂时间及对甲苯磺酸水溶液的浓度对PANI的电导率和结构的影响,通过四探针法和傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)分析表征了掺杂态PANI的电导率和结构,并探究掺杂时间对掺杂态PANI导电性能影响的机理,还利用热重分析仪(TG)探究TSA对PANI热稳定性的影响。结果表明,掺杂时间为12 h、TSA水溶液浓度为05 mol/L所制得的掺杂态PANI具有最好的电导率。     

乳酸掺杂聚苯胺／PP 树脂复合材料

乳液聚合法聚合乳酸掺杂聚苯胺。再使用开炼机混炼PP/聚苯胺,最后平板硫化仪得到永久抗静电聚苯胺/PP。研究发现,聚苯胺/PP复合材料的相容性好。通过掺杂,乳酸中解离出的H＋与聚苯胺分子链上的N原子结合,使聚苯胺获得永久、稳定的导电性。结果证明,随着聚苯胺的添加量,体积电阻减小三个数量级,冲击强度、拉伸强度和硬度足以满足很多应用的要求。     

聚苯胺掺杂的研究与进展

从掺杂方法着手综述了聚苯胺(PAn)导电材料的特征及导电原理,重点介绍了物理掺杂(离子注入)和质子酸掺杂的特点,及掺杂对PAn结构及导电性能的影响,并简介了这两种掺杂方法所得PAn导电材料的优点和应用.     

Polyaniline synthesis using hydrofluoric acid as doping agent: Comparative evaluation with polyaniline doped with sulfuric acid

This work focuses on the comparison between the morphological, chemical, and electrical properties of polyaniline doped with fluoridric and polyaniline, and doped with sulfuric acid. The FT‐IR, XRD, and SEM/EDS results indicate that the use of hydrofluoric acid as doping agent does not provide meaningful changes in the crystalline and morphological structure of polyaniline. Although, the inclusion of F^? type counter‐ions from the doping process with HF provide more compact, denser, and with higher electrical conductivity polymeric matrices. © 2012 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2013     

乳液聚合法制备聚苯胺及其导电性能

以十二烷基苯磺酸(DBSA)为乳化剂,十六醇(CA)为助乳化剂,盐酸和十二烷基苯磺酸（DBSA）为掺杂剂, 过硫酸铵为引发剂,采用乳液聚合法合成了导电聚苯胺（PAn）.研究了反应温度、反应时间及苯胺、十二烷基磺酸、十六醇、盐酸和过硫酸铵配比对聚苯胺电导率的影响.研究结果表明,较佳的工艺条件为：反应温度为7 ℃,反应时间为6 h,较佳的原料物质的量的比为苯胺∶十二烷基苯磺酸∶十六醇∶盐酸∶ 过硫酸铵=0.05∶0.028∶0.04∶0.01∶0.05;以十六醇为助乳化剂,采用十二烷基苯磺酸和盐酸为掺杂剂,提高了聚苯胺的导电性.同时对聚苯胺导电机理进行了分析.     

大分子酸的掺杂条件对聚苯胺导电性的影响

研究了掺杂酸种类、氧化剂浓度、反应温度、有机酸浓度对聚苯胺导电性的影响,选用过硫酸铵(APS)作为氧化剂,磺基水杨酸(SSA)和对甲苯磺酸(TSA)两种有机酸作为掺杂酸,经过试验探索得到最佳的工艺:苯胺与APS、掺杂酸的摩尔比为1∶1∶1,聚合温度0℃,APS浓度为1.0 mol/L,SSA和TSA的浓度分别为0.3 mol/L和0.4 mol/L。