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《畢業(yè)論文---合成工藝對聚苯胺導(dǎo)電性能的影響》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、本科畢業(yè)論文合成工藝對聚苯胺導(dǎo)電性能的影響學(xué)院：材料科學(xué)與藝術(shù)設(shè)計學(xué)院專業(yè)：材料科學(xué)與工程姓名：倪德強學(xué)號：指導(dǎo)教師：薛振華職稱：教授設(shè)計完成日期：二ΟΟ九年六月摘要以樟腦磺酸(CSA)為乳化劑、鹽酸和樟腦磺酸(CSA)為摻雜劑、過硫酸銨為引發(fā)劑，采用乳液聚合法合成了導(dǎo)電聚苯胺(PAn)。研究了反應(yīng)時間及苯胺、樟腦磺酸(CSA)、鹽酸和過硫酸銨配比對聚苯胺電導(dǎo)率的影響。研究結(jié)果表明：原料量的比為苯胺∶鹽酸∶樟腦磺酸(CSA)∶過硫酸銨=1∶0.1∶1∶0.5，反應(yīng)溫度為8℃，反應(yīng)時間為6h下，制得聚苯胺導(dǎo)電性最好；采用樟腦磺酸(CSA)和鹽酸為摻雜劑，提高了聚苯胺的導(dǎo)電性。關(guān)鍵詞:聚苯胺
2、;乳液聚合;摻雜劑;導(dǎo)電性;合成工藝AbstractThetransmitingelectricpolyanilinewassynthesizedbyemulsionpolymerizationwhichwascarriedoutbyusingCSAasemulsifier，hydrochloricacidandCSAasdopingagent，ammoniumpersulfateasinitiator。Theinfluencesofreactiontemperature，reactiontimeandratiosofaniline，chlorhydricandammoniumpersu
3、lfateontheconductivityofpolyanilinewerestudied。Theexperimentalresultsshowedtheoptimizedtechnologicconditionsasfollows:reactiontemperature8℃，reactiontime6h，themoleratiosofaniline∶CSAchlorhydric∶ammoniumpersulfatewere1∶0.1∶1∶0.5。TheconductivityofpolyanilinewasimprovedbyusinghydrochloricacidandCSAas
4、dopant。Atthesametimetheconductionmechanismofpolyanilinewasanalyzed。Keywords:polyaniline;emulsionpolymerization;dopant;conductivity;synthesistechnology1引言導(dǎo)電高分子材料的出現(xiàn)雖然只有幾十年的歷史但其特殊的功能引起了世界各國的廣泛重視，它在化學(xué)電源、傳感器、防腐、防靜電、隱型材料、電致變色、生物化學(xué)等許多方面具有廣泛的應(yīng)用前景[1-3]。由于導(dǎo)電高分子具有特殊的結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的物化性能，使其在電子工業(yè)、信息工程、國防工程及其新技術(shù)的開發(fā)和發(fā)展方
5、面都具有重大的意義。其中聚苯胺(PAn)由于較高的電導(dǎo)率，較好的環(huán)境穩(wěn)定性，且原料易得，合成方法簡便，化學(xué)及環(huán)境穩(wěn)定性好等特點而得到了更加廣泛的研究和開發(fā)，并在許多領(lǐng)域顯示出了廣闊的應(yīng)用前景。已成為最有前途的導(dǎo)電高分子材料之一。摻雜后的聚苯胺其電導(dǎo)率最高可達5s/cm，并可在10-10~101s/cm[4]之間進行調(diào)節(jié)，具有良好的電化學(xué)反應(yīng)活性，是一種新型的電極活材料。至發(fā)現(xiàn)酸摻雜的聚苯胺(PAn)具有導(dǎo)電性以來，由于聚苯胺其單體易得，合成工藝簡單，很容易通過控制摻雜劑的濃度而得到所需的導(dǎo)電體，可實現(xiàn)從絕緣體到導(dǎo)體的轉(zhuǎn)變，被認(rèn)為是一種很有發(fā)展前景的導(dǎo)電高分子聚合物[5]。摻雜是賦予Pan
6、導(dǎo)電性的有效途徑，但目前，聚苯胺的摻雜多采用一種有機酸或無機酸摻雜，得到的聚苯胺的導(dǎo)電性能不高[6]，不能適應(yīng)多方面的需要。本文以鹽酸和樟腦磺酸(CSA)作為摻雜劑，采用乳液聚合法合成導(dǎo)電聚苯胺，以提高了其導(dǎo)電性并研究了各工藝因素對聚苯胺導(dǎo)電性能的影響，但由于樟腦磺酸(CSA)價格比較高，所以決定了其比較高的利用價值，可以用在較先進的領(lǐng)域。1.1聚苯胺的結(jié)構(gòu)1910年Green等基于對苯胺基本氧化產(chǎn)物的元素的分析和定量的氧化還原反應(yīng)，提出了直接合成的苯胺八偶體的堿式結(jié)構(gòu)為Emeraldine形式和苯胺的五種形式，現(xiàn)在公認(rèn)的聚苯胺結(jié)構(gòu)是1987年由MacDiarmid提出的以下結(jié)構(gòu)[7]（
7、見圖1）圖1聚苯胺結(jié)構(gòu)圖其鏈中不但含有“苯-醌”交替的氧化形式，而且含有“苯-苯”連續(xù)的還原形式，其中y代表PANI的氧化程度，不同的結(jié)構(gòu)，組分和顏色及導(dǎo)電率。當(dāng)y=1時，為完全還原的全苯式結(jié)構(gòu)，當(dāng)y=0時，為“苯-醌”交替的結(jié)構(gòu)，為絕緣體。當(dāng)y=0。5時，為苯醌比是3∶1的半氧化半還原結(jié)構(gòu)，摻雜后導(dǎo)電性最好。摻雜態(tài)的聚苯胺的普通分子結(jié)構(gòu)（見圖2）圖2摻雜聚苯胺結(jié)構(gòu)式其中：A-是對陰離子；x是質(zhì)子化程度的因子，代表PANI摻雜程度；
