聚苯胺的合成與聚合機(jī)理研究進(jìn)展

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1、萬方數(shù)據(jù)化工進(jìn)展2008年第27卷第10期CHEMICALINDUSTRYANDENGINEERINGPROGRESS聚苯胺的合成與聚合機(jī)理研究進(jìn)展徐浩，延衛(wèi)，馮江濤(西安交通大學(xué)能源與動力工程學(xué)院，陜西西安710049)摘要：近年來，聚苯胺因其優(yōu)良的性能而備受關(guān)注，其合成方法與合成機(jī)理一直是聚苯胺研究的重要內(nèi)容之一。本文詳細(xì)闡述了聚苯胺的化學(xué)氧化和電化學(xué)合成方法，并對兩類合成方法的反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了綜述。關(guān)鍵詞：聚苯胺；合成方法；聚合機(jī)理中圖分類號：TQ317文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1000—6613(2008)10—1561—08Developmentofsynthesisandpolym

2、erizationmechanismofpolyanilineXUHao，YANWei，F(xiàn)ENGJiangtao(SchoolofEnergyandPowerEngineering，Xi’anJiaotongUniversity，Xi’an710049，Shaanxi，ChinalAbstract：Inrecentyears，polyanilinehasattractedmuchattentionbecauseofitsexcellentproperties．Thestudyonitssynthesismethodsandpolymerizationmechanismisalwaysone

3、ofthemajorresearchcontentsofpolyaniline．Inthispaper，thechemicalandelectrochemicalsynthesismethodsandthepolymerizationmechanismofpolyanilinearereviewed．Keywords：polyaniline；synthesis；polymerizationmechanism一20世紀(jì)70年代后期由于聚乙炔的發(fā)現(xiàn)而迅速產(chǎn)生了以共軛高分子為基礎(chǔ)的導(dǎo)電聚合物，聚苯胺就是其中之一。80年代，Macdiarmid等[1-31對聚苯胺(polyaniline，PAn)

4、做了較為系統(tǒng)的研究。相對于其它共軛高分子而言，聚苯胺原料易得、合成簡單、具有較高的導(dǎo)電性和潛在的溶液、熔融加工可能性，同時還有良好的環(huán)境穩(wěn)定性，在金屬防腐涂料、人工肌肉、可充電電池、導(dǎo)電涂料和導(dǎo)電膜、電磁屏蔽、傳感器、抗靜電保護(hù)、電子儀器和電致發(fā)光材料等方面有著廣泛的應(yīng)用前景。因此，一直是導(dǎo)電高分子研究的熱點和最受關(guān)注的導(dǎo)電聚合物品種之一。本文作者對聚苯胺的兩類主要合成方法及相應(yīng)的聚合機(jī)理研究進(jìn)行了綜述。l聚合方法常用的聚苯胺合成方法有兩大類：化學(xué)氧化合成與電化學(xué)合成。兩種聚合方法各有特點，反應(yīng)時間長短不一，所得產(chǎn)物的導(dǎo)電率最高能達(dá)到數(shù)百S／cm?；瘜W(xué)氧化合成法適宜大批量合成聚苯胺，易于進(jìn)

5、行工業(yè)化生產(chǎn)；電化學(xué)合成法適宜小批量合成特種性能聚苯胺，多用于科學(xué)研究。1．1化學(xué)氧化法化學(xué)氧化法制備聚苯胺通常是在酸性介質(zhì)中，采用水溶性引發(fā)劑引發(fā)單體發(fā)生氧化聚合。所用的引發(fā)劑主要有(Nt-h)250813-41、K2Cr207[51、K103[61、FeCl3[7]、FeCh‘81、H202【9】、Ce(S04)2[101、A1C13【111，MnO，㈣、BPO(biphenzoylperoxide)叫。其中(NH4)2S08由于不含金屬離子，氧化能力強，后處理方便，是目前最常用的氧化劑。聚苯胺在酸性介質(zhì)中合成的同時可能被摻雜。鹽酸[14J摻雜雖然可使聚苯胺獲得較高的導(dǎo)電率，但由于HC

6、l易揮發(fā)，容易發(fā)生去摻雜；而用H2S04、HCl0。等[1習(xí)非揮發(fā)性的質(zhì)子酸摻雜時，在真空干燥下它們會殘留在聚苯胺的表面，影響產(chǎn)品的質(zhì)量。從應(yīng)用的角度考慮，有機(jī)質(zhì)子酸摻雜的聚苯胺具有更廣闊的應(yīng)用前景，十二烷基磺酸【l6

7、、十二烷基苯磺酸㈣、樟腦磺酸‘18—211、萘磺酸‘22—231以及2,4一二收稿日期：2008一01—28：修改稿日期：2008—02—29?；痦椖浚航逃啃率兰o(jì)優(yōu)秀人才支持計劃(NCET-07．0683)。第一作者簡介：徐浩(1983一)，男，博士研究生。聯(lián)系人：延衛(wèi)，教授，研究方向為導(dǎo)電高分子、光催化、功能材料及工業(yè)循環(huán)水處理。電話029—82664731：E—ma

8、ilyanwei@mail．xjtu．edu．ca。萬方數(shù)據(jù)化工進(jìn)展2008年第27卷硝基萘酚一7一磺酸(NONSA)【24】等作為酸性介質(zhì)的同時又可作為摻雜劑，可獲得功能質(zhì)子酸摻雜的聚合物。這是提高摻雜態(tài)聚苯胺穩(wěn)定性和溶解性的重要手段之一。采用化學(xué)氧化法可定量獲得具有一定氧化度、高導(dǎo)電態(tài)的聚合物，減少異構(gòu)副反應(yīng)的發(fā)生。所得到的聚合物溶液可通過流涎法來制備大面積白撐膜，適用于制備大構(gòu)件元件和進(jìn)行結(jié)構(gòu)剪裁，并可通過選用合適