聚苯胺合成的热动力学及其在电解电容器中的应用

用热动力学方法测量聚苯胺(PANI)合成过程的动力学参数,证明其反应第二阶段为一级反应.在20.0℃,以十二烷基苯磺酸(DBSA)为掺杂剂和乳化剂,反应速率常数为1.18×10-3 s-1,该反应的活化能为56.52kJ/mol.以四探针仪测得PANI粉末的电导率为6.51×10-5 S/cm,经二次掺杂后测得其薄膜电导率为2.26S/cm.以PANI制成的固体铝电解电容器其电容量可达到3.243 1μF,最高使用温度可达到100℃,具有较好的稳定性和频率性能.     

水分散型导电聚苯胺的制备及其性能研究

在非极性有机溶剂-功能质子酸-水三相体系中,以十二烷基苯磺酸(DBSA)为乳化剂, 十二烷基苯磺酸和盐酸为掺杂剂, 过硫酸铵(APS)为氧化剂, 采用乳液聚合法制备水分散型导电聚苯胺(PANI), 研究了掺杂剂配比、氧化剂量、搅拌时间、反应温度对聚苯胺的电导率和溶解度的影响. 综合考虑电导率和溶解度两者性能, 确定最佳反应条件为: 反应温度15 ℃,搅拌时间6 h, n(苯胺):n(HCl):n(DBSA):n(APS)=0.0500:0.0900:0.0123:0.0500,此时产物的电导率为2.964 S/cm,溶解度为23.99%.此时的产物在水中有良好的分散性能,能够与水性高分子树脂进行共混加工.红外光谱表明,掺杂态聚苯胺的特征吸收峰都向低频方向移动,苯醌结构的吸收峰发生了较大的变化,这说明聚苯胺的掺杂部位发生在苯醌结构上;紫外光谱表明,代表苯醌上电子跃迁的峰发生了明显的移动.     

温度对化学氧化法合成盐酸掺杂聚苯胺的影响

研究了温度对化学氧化法合成HCl掺杂聚苯胺(PANI-HCl)结构与性能的影响,利用四探针电导率测量法、FTIR、Uv-Vis、 XRD等对产物进行表征.结果表明,反应温度升高,聚苯胺的结晶度随合成温度升高而提高,结晶性能变好,当反应温度40℃时,2θ＝21.04°处出现明显衍射峰.PANI-HCl的电导率在半导体范围,20℃时具有较高的电导率0.54 S/cm.     

复合功能磺酸掺杂聚苯胺的结构与性能

以过硫酸铵为氧化剂,采用乳液法合成不同摩尔比的十二烷基苯磺酸（DBSA）与磺基水杨酸（SSA）复合功能磺酸共掺杂的聚苯胺（PAn）,并通过X射线衍射（XRD）、热重分析（TGA）、红外光谱（FI—IR）、电子顺磁共振谱（ESR）以及溶解性实验对产品的结构和性能进行分析表征。研究结果表明：当掺杂体系中,n（DBSA）：n（SSA）=1：3时,所得的PAn样品的电导率高达3．57S／cm复合功能磺酸掺杂所得PAn的结晶性能、热稳定性能、掺杂程度以及溶解性能比单功能磺酸掺杂所得PAn的高;电子顺磁共振谱结果表明,复合功能磺酸掺杂PAn为自由电子自旋模型,属典型的PAn盐形式。     

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。     

染料掺杂聚苯胺半导体薄膜的性能研究

采用电化学方法,制备了不同染料掺杂的聚苯胺薄膜,同时对染料掺杂后聚苯胺的结构和性能进行了表征,对其在紫外可见光区的吸收特性进行了研究.研究结果表明:染料掺杂后的聚合物薄膜电导率分别为:直接耐晒蓝掺杂为0.142S/cm;直接耐晒翠蓝掺杂为1.05S/cm;直接耐晒黑掺杂为0.796S/cm.直接耐晒蓝、直接耐晒翠蓝、直接耐晒黑掺杂均可使聚苯胺在可见光谱范围内的光吸收增强,可较大幅度地改善聚苯胺的光谱响应范围,同时又使得有机染料掺杂后的聚苯胺薄膜保持很高的电导率.另外,染料的种类对掺杂后聚苯胺的热稳定性有很大的影响     

导电聚苯胺纳米片的合成与表征

以过二硫酸铵为氧化剂,以H4SiW12O40为质子酸和掺杂剂,通过低温固相研磨法成功合成出H4SiW12O40掺杂的聚苯胺(PANI)纳米片.以红外光谱、紫外-可见光谱、X射线粉末衍射光谱和扫描电镜等手段对杂多酸掺杂PANI纳米片进行了表征.采用标准四探针法对H4SiW12O40掺杂的PANI纳米片进行了测定,测得其电导率为1.5 S/cm.     

掺杂态导电性聚苯胺微粒子的合成

以过氧化钨酸(TAP)为均相催化剂及过氧化氢(H2O2)为氧化剂,在十二烷基苯磺酸(DBSA)的存在下直接合成掺杂态导电性聚苯胺微粒子.研究了TAP-H2O2及DBSA的用量、反应温度和时间对聚苯胺的导电率及产率的影响.调查了生成的聚苯胺微粒子在有机溶剂中的溶解性能.通过红外、紫外及核磁共振对掺杂态聚苯胺微粒子的结构进行了鉴定.粒径分布在1.10-13.50μm范围内.     

掺杂对甲基苯磺酸对聚苯胺导电性能的影响

以过硫酸铵((NH4)2S2O8)为氧化剂、对甲基苯磺酸(TSA)为掺杂剂并提供反应所需酸性条件,采用乳液聚合方法合成聚苯胺乳液,抽滤并真空干燥后产物成墨绿色粉末.采用正交实验方法探索了聚苯胺合成的最优条件,并对其各个影响因素对聚苯胺电导率的影响规律进行了逐一分析.发现聚苯胺的导电性能随着氧化剂浓度增大先增大后减小,随酸的浓度增大而增大.另外其电导率也受氧化剂与苯胺比例和酸与苯胺比例的影响,前者比例增加电导率先增加后减小,后者比例增加电导率先减小后增加.结果制备出电导率在1.00×10-2S/cm的掺杂聚苯胺.     

通过界面聚合法合成掺杂态的聚苯胺纳米薄片

以H4SiW12O40为质子酸和掺杂剂、过二硫酸铵（APS）为氧化剂,通过界面聚合法成功地合成出H4SiW12O40掺杂的聚苯胺（PANI）纳米薄片.采用紫外-可见光谱、红外光谱、X射线粉末衍射和扫描电镜等手段对杂多酸掺杂PANI的纳米薄片进行了表征.采用标准四探针法对H4SiW12O40掺杂的PANI纳米薄片电导率进行了测定,得到最大电导率为16.2 S/cm.     

植酸/金属离子共掺杂聚苯胺/纤维素复合材料的制备与电化学性能研究

以再生纤维素微球为基底,通过原位聚合法制备了金属离子与植酸共掺杂的聚苯胺/纤维素复合材料,采用扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶变换红外光谱仪（FT-IR）、X射线粉末衍射仪（XRD）、热重分析仪（TGA）和比表面积分析仪（BET）对材料进行了表征,并探究了不同金属离子掺杂对复合材料电化学性能的影响。结果表明,与纯聚苯胺相比,以再生纤维素微球为基底的聚苯胺/纤维素复合材料的倍率性能、导电性均有大幅提升,锌离子、锂离子分别与植酸共掺杂后制备的聚苯胺/纤维素复合材料,在5 mV/s的扫描速率下比电容分别为343 F/g、332 F/g,远大于单一植酸掺杂的复合材料的比电容（286 F/g）;对锌离子、锂离子掺杂的复合材料进行了300次充放电测试后,其比电容保持率分别为87%、88%,均高于未经金属离子掺杂的复合材料的比电容保持率（83%）,表明锌离子与锂离子掺杂可提升复合材料的循环稳定性。     

酞菁铜磺酸掺杂聚苯胺的合成与表征

以直接耐晒翠蓝ＧＬ为原料,合成了酞菁铜磺酸,并用其对本征态聚苯胺分别在水相和油相中进行掺杂,获得了具有酞菁功能基分子结构的聚苯胺．该聚合物具有优良的溶解性能和成膜能力,电导率可达到８Ｓ／ｍ．利用红外谱图证实了所合成产物的结构,紫外吸收分析也表明用酞菁铜磺酸掺杂聚苯胺后,在可见光区和近红外区都具有较强的吸收,有可能大幅度地提高其光电导性能．     

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。     

Study on Electrical Property of Polyaniline Composite Film

Polyaniline was synthesized by chemically oxidative poly-merization.By means of infrared spectroscopy,the dif-ference between its intrinsic state structure and its dopedstate structure was determined for researching the rela-tionship between macromolecular structure and conduc-tive property before and after doping.The morphologyof solution-processed polyblends with the electricallyconductive polyaniline-camphor sulfonic acid complex(PAn-CSA)was investigated by using scanning electronmicroscopy.The conductive percolation threshold of thecomposite films is about 2.8%.     

原位聚合制备聚苯胺/石墨烯导电复合材料的工艺

采用盐酸（HCl）为掺杂酸、以聚乙烯基吡咯烷酮（PVPK90）为空间稳定剂,在过硫酸铵（APS）氧化体系中通过原位聚合制备了聚苯胺/石墨烯导电复合材料。该方法制备的聚苯胺/石墨烯复合材料导电性能好,聚苯胺尺寸大小均一、形貌规整。实验结果表明,当石墨烯的添加量为7%（质量分数）时,聚苯胺/石墨烯复合材料的电导率较纯聚苯胺的提高了2个数量级。另外,对原位聚合制备聚苯胺/石墨烯复合材料的制备工艺进行了优化。对制备工艺进行优化后,在石墨烯添加量为1%（质量分数）时,聚苯胺/石墨烯复合材料的电导率较纯聚苯胺提高了一个数量级,在提高复合材料导电性的同时简化了加工工艺,大大提高了生产率,具有可靠的实用价值。     

Preparation and Properties of Polyaniline Composite Films

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＰｏｌｙａｎｉｌｉｎｅ (ＰＡｎ) ,ｏｎｅｍｅｍｂｅｒｏｆｉｎｔｒｉｎｓｉｃａｌｌｙｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇｐｏｌｙｍｅｒｓ (ＩＣＰｓ) ,ｈａｓｂｅｅｎｒａｐｉｄｌｙａｄｖａｎｃｅｄｉｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓｓｉｎｃｅｉｔｗａｓｒｅｓｅａｒｃｈｅｄｂｙＭａｃＤｉａｒｍｉｄｉｎ 1984[1] ｂｅｃａｕｓｅｏｆｉｔｓｐｏｔｅｎｔｉａｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎｌｉｇｈｔ ｅｍｉｔｔｉｎｇｄｉｏｄｅｓ ,ｂａｔｔｅｒｉｅｓ ,ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｓｈｉｅｌｄｉｎｇ ,ａｎｔｉ ｓｔａｔｉ…     

聚苯胺涂层导电纤维的研制

采用化学氧化聚合方法,在气相中将nylon6纤维表面合成一层导电高分子-聚笨胺。盐酸作质子酸掺杂剂,得到纤维的电导率高达10～-1S/cm数量级。用傅立叶红外光谱仪测试方法分析了不同反应条件得到的聚苯胺结构的不同,显微摄影法确认了导电纤维是皮芯层结构。     

导电聚苯胺自撑膜的制备及性能研究

通过对聚苯胺薄膜进行质子酸掺并,并采用溶液浇铸法,制备了力学性能和电学性能较好的聚苯胺自撑膜。研究了温度、掺杂时间、要剂浓度。成膜溶剂及质子酸种类因素对聚苯胺掺杂膜的影响。     

Polystyrene Microspheres Coated with Smooth Polyaniline Shells: Preparation and Characterization

Polystyrene/polyaniline core-shell structure microspheres were synthesized in the presence of poly(sodium 4-styrenesulfonate) as stabilizer and hydrochloric acid as dopant to improve the processibility of conducting polyaniline. After the one-pot reacting process, the product was easily purified by washing with water. The polyaniline shell covering the polystyrene sphere surface was confirmed with FT-IR and X-ray photoelectron spectroscopy. The conductivity of the polyaniline-coated polystyrene particles was 0.0017 S/cm and increased to 0.1 S/cm after being doped in the HCl vapor. The morphology of the microspheres was characterized by TEM and SEM. The particles show a more uniform and smooth surface than previous particles.