聚苯胺掺杂,除掺杂和再掺杂与结构性能的研究

掺杂、除掺杂和再掺杂都是获取导电离分子的基本方法。本文通过Ｘ射线光电子能谱、红外光谱、Ｘ射线衍射以及元素分析等手段，对掺杂、除掺杂和再掺杂聚苯胺的结构与性能进行了对比研究，发现和总结了掺杂聚苯胺与除掺杂聚苯胺在结构和性能差异和规律。     

聚苯胺合成的中试放大研究

为了促进导电聚苯胺（ＰＡｎ）的产业化，采用工业品的苯胺、盐酸、过硫酸铵为原料，以自来水为溶剂，用化学法进行了ＰＡｎ合成反应的逐级放大（一次最大投料总容积３５９Ｌ，苯胺一次最大投料量２２５００ｇ）的中间试验研究。实验结果表明，在其最佳条件下，小试合成ＰＡｎ的电导率都在３４．００Ｓ·ｃｍ－１左右，最高可达３８．４６Ｓ·ｃｍ－１。逐级放大合成ＰＡｎ的电导率，在１００Ｌ总容积（苯胺一次投料７５００ｇ）以内都超过３０．３０Ｓ·ｃｍ－１。元素分析和红外光谱的研究表明，用工业品原料合成的ＰＡｎ与用试剂级原料合成的ＰＡｎ在化学组成和微观结构上基本相同。文章还分析了大投料量合成ＰＡｎ电导率的影响因素，发现主要在于有效控制温度等反应基本条件和各组份的相对浓度，亦即在于完全重复小试合成的所有条件。     

聚苯胺掺杂、除掺杂和再掺杂与结构性能的研究

掺杂、除掺杂和再掺杂都是获取导电高分子的基本方法。本文通过Ｘ射线光电子能谱、红外光谱、Ｘ射线衍射以及元素分析等手段，对掺杂、除掺杂和再掺杂聚苯胺的结构与性能进行了对比研究，发现和总结了掺杂聚苯胺与除掺杂聚苯胺在结构和性能方面的差异和规律。本研究的成果不但可以为导电聚苯胺的实用化提供一些理论指导，而且还可以进一步丰富导电高分子的掺杂机理和导电机理理论     

合成参数对聚苯胺性能与结构的影响

采用红外光谱、X 射线衍射、透射电子显微术结合电导率测量,研究了以(NH4)2S2O8为氧化剂、十二烷基苯磺酸(DBSA)为掺杂剂,通过乳液聚合法合成的聚苯胺的性能与结构。实验中发现:聚苯胺的电导率随合成时氧化剂、掺杂剂与苯胺相对比例的改变而发生明显变化,并在某一比例达到峰值,同时伴随有红外光谱某些特征峰峰位与峰高的相对变化,而晶化程度也随合成条件不同而呈现差异,性能最佳的聚苯胺微观形貌呈纤维状,对应于最大的晶化程度,接近于中间氧化态。结果表明:氧化与掺杂条件的变化影响到聚苯胺中苯环与醌环的相对比例、聚苯胺链的排列有序度,而这些也是影响聚苯胺电导率的重要因素。     

聚苯胺热电性能研究

通过测定一系列不同质子酸掺杂的聚苯胺在不同温度下的电导率、Seebeck系数和热导率值，讨论了不同的掺杂酸和温度对电导率、Seebeck系数、热导率的影响．研究结果表明，聚苯胺有较小的热导率，且其与各种结构因素几乎无关；用有机酸进行二次掺杂的聚苯胺电导率和Seebeck系数均有所提高；温度升高电导率增加而Seebeck系数下降，但更高温度下会发生聚苯胺的脱掺杂使电导率下降而Seebeck系数增加．如能通过结构设计，改变制备条件合成出更高电导率和Seebeck系数聚苯胺，则其有可能成为性能良好的热电材料．     

导电聚苯胺纳米纤维的快速制备及其导电性研究

以盐酸为掺杂剂,在苯胺单体氧化合成导电聚苯胺的聚合反应过程中,通过加入N-苯基对苯二胺,可以显著加快聚苯胺的合成反应速度,并提高聚苯胺的产率.经电子显微镜观察发现,生成的聚苯胺呈现出明显的纳米纤维形貌特征,直径约50 nm,长度可达微米.实验表明:聚苯胺的产率和电导率都是随着HCl浓度的增加呈先增大后减小的趋势,浓度1 mol/L的盐酸掺杂下合成的聚苯胺的电导率最大;在苯胺和酸浓度固定时,改变氧化剂过硫酸铵的量也会影响聚苯胺纳米纤维的产率和电导率,n(苯胺)∶n(过硫酸铵)=1∶1时,生成物聚苯胺的电导率最大.     

磁场环境下聚苯胺的合成与性能研究

在不同磁场强度下,用苯胺单体（An）和氧化剂过硫酸铵（APS）,掺杂剂磺基水杨酸（SSA）,乳化剂十二烷基苯磺酸钠（SDBS）合成了导电聚苯胺（PAn）。研究了氧化剂和掺杂剂用量对PAn掺杂率和电导率性能的影响;并采用红外光谱、X射线衍射、粒径分析、腐蚀电位曲线表征了PAn结构与性能的关系。结果表明：磁场对苯胺聚合的影响是正向的,磁场能减少掺杂剂的用量、提高产物的电导率;在乳化剂n（SDBS）/n（An）=0.45,氧化剂n（APS）/n（An）=0.8,掺杂剂SSA 0.3 mol.L^-1时,合成的PAn电导率最大;在磁场环境中合成的PAn导电性、粒径、防腐性、规整性等各方面与无磁场作用的产品相比均具有明显的优势。     

掺杂型聚苯胺导电防腐涂料的制备与研究

以苯胺为单体,过硫酸铵为氧化剂,通过化学氧化法合成聚苯胺,并以其为导电填料,以环氧树脂为成膜物,制备出一种电导率在0.04-0.05 S/cm范围内的新型导电防腐涂料。讨论了氧化剂的用量、盐酸的浓度、反应时间和反应温度等对聚苯胺涂料导电性的影响以及在盐雾、酸性、碱性和油水条件下,其腐蚀情况和电导率的变化。结果表明:实验最佳制备条件为:氧化剂与苯胺的摩尔比1∶1,反应温度小于5℃,反应时间4 h,盐酸浓度为2 mol/L,聚苯胺的质量分数为15%~20%;除碱性条件外,导电聚苯胺防腐涂料在油水、盐雾和酸性条件下均具有良好的导电性和防腐蚀性能。     

不同掺杂态聚苯胺的合成及其红外光谱的研究

以十二烷基苯磺酸(DBSA)和樟脑磺酸(CSA)作为掺杂剂,采用乳液聚合法和研磨法,合成了DBSA掺杂聚苯胺、CSA和DBSA共掺杂聚苯胺,探讨了合成条件对掺杂聚苯胺导电性能的影响,并研究了掺杂聚苯胺的红外光谱。DBSA掺杂聚苯胺、CSA和DBSA共掺杂聚苯胺的电导率分别为0.274 S/cm和1.210 S/cm。在DBSA掺杂聚苯胺中再掺杂CSA,可提高聚苯胺的电导率。     

聚苯胺/聚苯乙烯共混膜的形态结构与导电性能研究

以苯胺为单体，过硫酸铵为氧化剂，三氯甲烷和水为反应介质，十二烷基苯磺酸为乳化剂和掺杂剂，进行乳液聚合，得到可溶性聚苯胺。将聚苯胺、聚苯乙烯共溶于二甲苯后制成共混膜，用广角X射线衍射、红外光谱、偏光显微镜分析了共混膜的相形态。结果表明：聚苯胺／聚苯乙烯为不相容体系，在聚苯胺含量低时，聚苯胺以多粒子分散相存在，此时共混膜电导率低，但随聚苯胺质量分数增加电导率迅速增大；在聚苯胺质量分数达到某一阀值(7．5％)后，聚苯胺开始形成连续相，此时共混膜电导率相对较大，但电导率随聚苯胺质量分数而增大的趋势减缓。     

聚苯胺的化学合成、结构及导电性能

导电聚苯胺是结构和性能最稳定的导电高分子材料，有较广泛的应用前景。本实验用化学氧化合成方法，较系统地研究了氧化剂种类、用量、介质酸的浓度以及聚合反应温度等因素对苯胺聚合反应及产物性能的影响；找出了最适宜的合成反应条件和特殊的后处理工艺，并合成出了电导率高达３０．６５Ｓ／ｃｍ，收率达１２７．８％的高性能导电聚苯胺     

化学法改变聚苯胺的氧化状态及其性能的研究

本文通过化学氧化与还原的方法改变聚苯胺的氧化状态,并借助元素分析,FT—IR、ESR和X射线衍射分析等对所得产物的结构和性能进行了研究。发现聚苯胺的氧化状态对其导电性和结晶性的影响很大,用化学氧化剂和还原剂可使不同氧化状态的聚苯胺相互转化,而且转化过程具有良好的可逆性。     

聚苯胺／丁腈橡胶复合材料的制备及性能

通过把化学法合成的具有高导电性的聚苯胺粉末与丁腈橡胶共混，制备了聚苯胺／丁腈橡胶复合材料。实验结果表明，在丁腈橡胶中加入聚苯胺可显著提高了腈橡胶的导电性能，复合材料具有良好的综合力学性能。聚苯胺在丁腈橡胶中只起导电填料的作用，两者之间不存在化学反应。聚苯胺在丁腈橡胶中具有良好的分散性，并对丁腈橡胶具有补强作用。聚苯胺的适宜用量是３０～４０份，其用量过大时，对丁腈橡胶的硫化反应具有较强的抑制作用，并直接损害复合材料的导电性能和综合力学性能。     

（NH4）2SO4溶液pH值计算和测定

本文详细讨论了（ＮＨ４）２ＳＯ４溶液ｐＨ值计算，根据不同浓度档分别推导出计算式，并与测得值进行对比，结果令人满意。     

超高压下聚苯胺导电性及FT-IR的就位研究

采用金刚石压贴超高压装置对聚苯胺进行超高压处理，并在超高压下进行聚苯胺的电阻和红外光谱的就位测定。发现聚苯胺的电阻随压力的增加而减小，但压力超过３．６ＧＰａ后又急剧增大。ＦＴ－ＩＲ测定的结果表明，聚苯胺分子链中的醌式结构单元在超高压作用下会发生不可逆的化学变化