聚苯胺热掺杂十二烷基苯磺酸的反应过程及其结构

与传统的质子酸掺杂相比，采用具有功能性的两亲大分子对聚苯胺（PAN）掺杂，可以使产物的加工性和稳定性大大提高［1～3]．十二烷基苯磺酸（DBSA）是研究得比较多的掺杂酸之一，其掺杂过程一般都采用辅助溶剂，由此而引起PAN与DBSA结合程度低、掺杂效率低、溶剂需后处理?..

掺杂态聚苯胺的性能研究

通过氧化法合成了导电高分子聚苯胺 (PANI) ,研究了氧化剂过硫酸铵 (APS)与苯胺 (ANI)单体的物质的量之比对PANI的结构与性能的影响。用 3种掺杂剂盐酸 (HCl) ,对甲苯磺酸 (TSA)和三氯化铁 (FC)掺杂本征态聚苯胺 (EB) ,并且通过傅立叶红外 (FTIR)和热重分析 (TGA)研究了掺杂态PANI的掺杂程度、导电性及其热稳定性。结果表明 :合成PANI时 ,当n(APS) /n(ANI)在 0 .8～ 1 .0之间 ,聚合物的产率高、电导率适宜。PANI的氧化程度随着氧化剂用量的增加而升高 ,同时导致产物的分子质量下降。掺杂PANI的导电性按照PANI-HCl,PANI-TSA和PANI-FC的顺序依次降低 ,其中PANI-TSA的热稳定性最好。

DBSA参杂聚丙烯接枝苯乙烯磺酸聚苯胺抗静电剂的制备与应用

以聚丙烯(PP)为基体,聚苯胺(SPSS)为接枝物,十二烷基苯磺酸(DBSA)为掺杂剂,采用溶液接枝法制备了高分子永久型抗静电剂聚丙烯接枝苯乙烯磺酸-聚苯胺(PP-g-SPS-PANI)。探讨了DBSA及引发剂用量对该高分子抗静电剂性能的影响,利用红外光谱对该高分子抗静电剂进行了表征,通过扫描电子显微镜分析了PP/PP-g-SPS-PANI共混物的断面。结果表明,PP-g-SPS-PANI可使PP体积电阻率降低到1.0×1012Ω.cm,且二者有很好的相容性。

盐酸掺杂聚苯胺的制备及性能研究

本文用溶液聚合法制备盐酸掺杂聚苯胺,测定了体系酸度对聚苯胺电导率的影响,及盐酸掺杂聚苯胺在不同条件下经过热处理后的电导率,采用TGA、XRD等方法,研究了热处理过程对聚苯胺结构的影响。结果表明,当热处理温度为90℃时,电导率高于初始值,当热处理温度高于100℃时,电导率开始下降,到达220℃时,电导率下降了约4个数量级。在氮气中聚苯胺电导率的衰减比空气中小,聚苯胺经热处理后在浓硫酸中的溶解性会明显降低。本文还探讨了去掺杂、氧化和化学交联等盐酸掺杂聚苯胺的热降解机理。

十二烷基苯磺酸掺杂聚苯胺的气敏性能研究

以苯胺为单体,过硫酸铵为氧化剂,采用化学氧化聚合法分别在十二烷基苯磺酸(DBSA)和盐酸中合成了聚苯胺(PAn),并用傅里叶红外光谱和TGA-DTA技术对聚苯胺掺杂前后的结构变化和热稳定性进行了分析。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:十二烷基苯磺酸掺杂的聚苯胺,比普通盐酸掺杂的聚苯胺对目标气体具有更好的灵敏性。当r(S:N)为0.4～0.5时,在室温下其对1000×10-6NH3的灵敏度达到了10.43,响应时间为30s,恢复时间为3min。且与盐酸相比,十二烷基苯磺酸掺杂的聚苯胺具有更好的环境稳定性。

磁场对聚苯胺结构、掺杂行为及热稳定性的影响

在恒定磁场(0.8T)和无磁场环境下,采用化学氧化聚合法合成了分别用磺基水杨酸(SSA)、对甲基苯磺酸(TSA)以及用十二烷基苯磺钠/盐酸(SD-BS+HCl)掺杂的聚苯胺盐,并采用X射线光电子能谱(XPS)、傅立叶红外光谱(FT-IR)、X粉末衍射(XRD),热重分析(TGA)等手段研究了磁场对聚苯胺结构、掺杂行为及热稳定性的影响。结果表明在合成聚苯胺的过程中,作为表面活性剂的十二烷基苯磺酸钠在无机酸存在条件下转变成十二烷基苯磺酸并与无机酸共同掺杂进入聚苯胺链;磁场环境下合成的聚苯胺盐比无磁场下合成的聚苯胺盐的链更加规整,热稳定性更好,掺杂程度以及结晶性能也有所提高;从红外光谱分析中可知,磁场取向作用使分子链更加伸展,分子链离域程度更大,但磁场没有明显地改变聚苯胺的基本单元结构。

二磺酸掺杂高热稳定性导电聚苯胺的合成及性能

以有机二磺酸作为掺杂剂合成了具有高热稳定性的二磺酸掺杂导电聚苯胺。研究了反应时间、温度、酸/苯胺摩尔比等因素对产率、产物的导电率与分子量的影响。利用微波加热的方法测试有机二碳酸掺杂聚苯胺的热稳定性能,结果表明:有机二磺酸掺杂的导电聚苯胺在微波场中升温速率快,并且具有良好的反复升温性能。

掺杂态聚苯胺的乳液聚合及其与环氧树脂所制涂层的耐蚀性

以十二烷基苯磺酸钠(SDBS)为乳化剂,采用乳液聚合法制备了盐酸或磷酸与十二烷基苯磺酸(DBSA)共掺杂的聚苯胺[(HCl+DBSA)-PANI或(H_3PO_4+DBSA)-PANI]。用扫描电镜、傅里叶变换红外光谱仪、X射线衍射仪和四探针电导率测试仪表征了掺杂聚苯胺的形貌、结构和电导率。将添加了掺杂态聚苯胺的E44环氧树脂刷涂在Q235低碳钢表面得到复合涂层(PANI/EP),并通过电化学阻抗谱和浸泡试验考察了它们在3.5%NaCl溶液中的耐蚀性。两种共掺杂态聚苯胺都呈束状结构,(HCl+DBSA)-PANI的结构更均一。添加PANI可以明显提高环氧涂层对碳钢的防腐作用,其中(HCl+DBSA)-PANI的效果更好。

α-SiW_(11)Ni掺杂聚苯胺的合成及热分解动力学研究

以乙二醇(EG)的水溶液为反应媒介,制备了Keggin结构杂多酸盐α-K5H[Si W11Ni(H2O)O39].15H2O掺杂的导电聚苯胺材料,用元素分析、IR、TG-DTA、XRD等方法对其进行了表征。结果显示,该化合物仍保持杂多阴离子的Keggin结构的基本特征。同时,采用TG-DTA技术研究了标题化合物在氮气气氛中的热分解机理及非等温动力学,用MKN法、Coats-Redfern法和唐万军法对配合物的非等温动力学数据进行分析,得出了热分解反应的机理函数、动力学参数以及3步分解反应的活化能E和lnA。

纤维表面盐酸掺杂聚苯胺热稳定性能的研究

采用改进的原位化学聚合法制备了聚苯胺/涤纶导电复合织物。以盐酸作为掺杂剂,过硫酸铵为氧化剂,探讨了焙烘温度对纤维表面聚苯胺导电性能的影响,同时还利用FT-IR和XRD对不同焙烘条件下的聚苯胺的红外光谱和结构进行了表征和分析。

十二烷基苯磺酸在掺杂态聚苯胺LB膜中的分子取向

本文利用偏振红外光谱，研究了十二烷基苯磺酸分子在掺杂态聚苯胺ＬＢ膜中的分子取向。计算结果表明，十二烷基苯磺酸分子的烷基链是与基底法线方向呈１７°角度排布的，由Ｘ射线小角衍射峰推算出，在ＬＢ膜的沉积方向上，十二烷基苯磺酸掺杂的聚苯胺分子的层间距为２９５ｎｍ。

聚苯胺导电复合材料的制备及其性能研究

通过原位乳液聚合制备了PANI-HCl/P(MMA-BA)导电复合材料,对其导电率进行测试,并用FTIR、STA、XPS对导电复合材料的结构、热学性能、掺杂率进行了表征。结果表明:当APS/ANI摩尔比为1:1.5、反应单体中ANI为33%时,导电复合材料中PANI表面掺杂率为37.56%,复合材料电导率达到1.472×103S/cm。FTIR谱图表明导电复合材料分子结构中存在C=O、N=Q=N、N-B-N等基团,说明共聚物P(MMA-BA)已经存在于复合材料中。STA测试结果表明:导电复合材料的玻璃化温度(Tg)为127℃,在270℃以下稳定性较好,通过原位乳液复合所得PANI-HCl/P(MMA-BA)导电复合材料的加工性及热稳定性能得到了改善。

不同酸掺杂聚苯胺的性能研究

合成了盐酸(HC1)、氨基磺酸(NH2SO3H)、十二烷基苯磺酸(DBSA)掺杂的聚苯胺(PANI),探讨了酸用量、氧化剂用量、反应时间以及反应温度等因素对产物电导率的影响,并对这3种酸掺杂的聚苯胺的压片电阻和热稳定性进行了比较。结果表明:当c(HCl)=0.5 mo.lL-1,反应时间为6 h,n(APS)∶n(An)为1.0,在1℃左右下所得HCl掺杂的PANI的电导率为1.98 S.cm-1;当c(NH2SO3H)=1.0 mol.L-1,反应时间为6 h,n(APS)∶n(An)为2.0,在2℃左右下所得NH2SO3H掺杂的PANI的电导率为0.26 S.cm-1;当c(DBSA)=1.0 mo.lL-1,反应时间为8 h,n(APS)∶n(An)为2.0,在2℃左右下所得DBSA掺杂的PANI的电导率为0.98 S.cm-1。对于产物的固体压片电阻,HC1掺杂PANI最小为10Ω,NH2SO3H掺杂PANI最大为120Ω。而对于产物的热稳定性,NH2SO3H和DBSA掺杂的PANI具有较好的环境稳定性,要好于HC1掺杂的PANI。

高氯酸掺杂聚苯胺的合成及其电化学性能

通过化学氧化聚合法合成了高氯酸掺杂的聚苯胺(PAn-HClO4).借助扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱对其形貌和结构进行了表征,采用热分析仪研究了PAn-HClO4的热稳定性,对聚苯胺粉末构成的电极进行循环伏安和恒电流充放电测试.结果表明,制备的PAn-HClO4呈纳米棒状,其直径在80～108nm之间;与本征态比较,掺杂后聚苯胺红外光谱主要特征吸收峰向低波数方向移动且热稳定性有所降低;在电流密度为1A/g时,PAn-HClO4电极在1mol/L Na2SO4电解液中的比电容达270F/g,较盐酸掺杂聚苯胺电极高,可作为电化学电容器的电极活性材料.