專利名稱：一種聚苯胺的制備方法
一種聚苯胺的制備方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于導(dǎo)電高分子制備技術(shù)領(lǐng)域，特指一種聚苯胺的制備方法。
技術(shù)背景
聚苯胺(PANI)作為導(dǎo)電高分子的研究只有20多年的歷史，在這期間，國內(nèi)外相關(guān)研究者已對聚苯胺的結(jié)構(gòu)、特性、合成、摻雜、改性等方面進(jìn)行了較為深入的研究。種種優(yōu)良特性使其被認(rèn)為是最有希望在實(shí)際中得到應(yīng)用的導(dǎo)電高分子，成為研究熱點(diǎn)。摻雜是賦予聚苯胺導(dǎo)電性的有效途徑，經(jīng)質(zhì)子酸摻雜電導(dǎo)率會提高十二個數(shù)量級，并且通過脫摻雜一摻雜過程使其電導(dǎo)率在絕緣體一半導(dǎo)體一金屬態(tài)范圍內(nèi)變化。但是，聚苯胺的物理、化學(xué)性質(zhì)強(qiáng)烈依賴于合成的方法、條件以及質(zhì)子化程度和摻雜劑的性質(zhì)。
本發(fā)明開發(fā)出一種聚苯胺的制備方法，采用化學(xué)氧化法合成鹽酸摻雜態(tài)聚苯胺。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是開發(fā)出一種聚苯胺的制備方法，其特征為，制備聚苯胺所用原料為，苯胺(An)、過硫酸銨(APS)、鹽酸、無水乙醇，都是分析純。制備聚苯胺的工藝如下(1) 苯胺的預(yù)處理，苯胺遇光或空氣易氧化而呈黃色，因此使用前需蒸餾提純。將IOOg苯胺加入盛有40g無水氯化鈣的錐形瓶中劇烈震蕩，靜置M小時以吸收其中的水分。蒸餾裝置調(diào)好后，將苯胺倒進(jìn)蒸餾瓶，加入15g鋅粉防止苯胺氧化，加入25g沸石防止暴沸，開始加熱并調(diào)節(jié)加熱速率，加熱速率5°C /min，加熱溫度183 185°C，使小氣泡均勻地產(chǎn)生。收集 183 185°C間的無色油狀餾分，當(dāng)蒸汽溫度劇烈波動時，蒸餾完畢，停止加熱。待裝置冷卻后，取出餾出液，重復(fù)上述步驟，進(jìn)行二次蒸餾。最后把經(jīng)二次蒸餾的苯胺轉(zhuǎn)移到棕色瓶中， 在陰暗處保存。( 原摻雜態(tài)聚苯胺的制備，配制濃度為lmol/L的鹽酸水溶液。將預(yù)處理后的IOml苯胺單體溶于MOml含鹽酸15%的鹽酸溶液中，并轉(zhuǎn)移至三頸瓶，攪拌均勻。稱取與苯胺單體摩爾比為1 1的過硫酸銨(NH4)2S2O8)溶于250ml鹽酸中，并轉(zhuǎn)移至滴液漏斗。將過硫酸銨(NH4)2S2O8)的鹽酸溶液緩慢滴加到三頸瓶中，溶液很快由無色透明變?yōu)闇\綠-淺藍(lán)-深藍(lán)-紫紅。滴加1.5小時后繼續(xù)攪拌反應(yīng)5小時，停止反應(yīng)，抽濾。將濾餅依次用含鹽酸15%的鹽酸溶液、無水乙醇反復(fù)清洗至無色，最后在331下真空干燥M小時即得到墨綠色原摻雜態(tài)聚苯胺(PANI)粉末。
過硫酸銨用量對聚苯胺電導(dǎo)率和產(chǎn)率的影響見表1。由表可見，在反應(yīng)各因素中， 過硫酸銨用量對聚苯胺的產(chǎn)率和電導(dǎo)率影響最大，因此先保持其他條件不變，而僅改變過硫酸銨用量來探討合適的反應(yīng)條件。固定鹽酸的濃度為lmol/L。在鹽酸濃度固定后，隨著過硫酸銨用量的增加，其反應(yīng)產(chǎn)率明顯提高，當(dāng)過硫酸銨與苯胺的摩爾比為2.0時，聚合產(chǎn)率高達(dá)80%，以后，再增加過硫酸銨用量時，聚合產(chǎn)率反而下降。產(chǎn)物的電導(dǎo)率開始隨著過硫酸銨用量的增加而增加，當(dāng)過硫酸銨與苯胺的摩爾比為1. 0時，電導(dǎo)率最大。而當(dāng)過硫酸銨用量過多或過少時，產(chǎn)物的電導(dǎo)率都有所下降。
表1過硫酸銨濃度對聚苯胺電導(dǎo)率和產(chǎn)率的影響權(quán)利要求
1.一種聚苯胺的制備方法，其特征為，制備聚苯胺所用原料為，苯胺、過硫酸銨、鹽酸、 無水乙醇，都是分析純；制備聚苯胺的工藝如下苯胺的預(yù)處理，苯胺遇光或空氣易氧化而呈黃色，因此使用前需蒸餾提純；將IOOg苯胺加入盛有40g無水氯化鈣的錐形瓶中劇烈震蕩，靜置M小時以吸收其中的水分；蒸餾裝置調(diào)好后，將苯胺倒進(jìn)蒸餾瓶，加入15g鋅粉防止苯胺氧化，加入25g沸石防止暴沸，開始加熱并調(diào)節(jié)加熱速率，加熱速率5°C /min,加熱溫度183 185°C，使小氣泡均勻地產(chǎn)生；收集183 185°C間的無色油狀餾分，當(dāng)蒸汽溫度劇烈波動時，蒸餾完畢，停止加熱；待裝置冷卻后，取出餾出液，重復(fù)上述步驟，進(jìn)行二次蒸餾； 最后把經(jīng)二次蒸餾的苯胺轉(zhuǎn)移到棕色瓶中，在陰暗處保存；原摻雜態(tài)聚苯胺的制備，配制濃度為lmol/L的鹽酸水溶液。將預(yù)處理后的IOml苯胺單體溶于MOml含鹽酸15%的鹽酸溶液中，并轉(zhuǎn)移至三頸瓶，攪拌均勻；稱取與苯胺單體摩爾比為1 1的過硫酸銨(NH4)2S2O8) 溶于250ml鹽酸中，并轉(zhuǎn)移至滴液漏斗。將過硫酸銨(NH4)2S2O8)的鹽酸溶液緩慢滴加到三頸瓶中，溶液很快由無色透明變?yōu)闇\綠-淺藍(lán)-深藍(lán)-紫紅；滴加1. 5小時后繼續(xù)攪拌反應(yīng) 5小時，停止反應(yīng)，抽濾；將濾餅依次用含鹽酸15%的鹽酸溶液、無水乙醇反復(fù)清洗至無色， 最后在331下真空干燥M小時即得到墨綠色原摻雜態(tài)聚苯胺(PANI)粉末。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種聚苯胺的制備方法，苯胺聚合反應(yīng)的最佳工藝可優(yōu)選為 反應(yīng)溫度在0°C，鹽酸的濃度為lmol/L，過硫酸銨與苯胺的摩爾比為1，反應(yīng)時間Mi ；此時生產(chǎn)出的聚苯胺不僅導(dǎo)電率高，達(dá)到2. 3S/cm-2. 6S/cm，產(chǎn)率也高，達(dá)到55% -78. 5%。
全文摘要
一種聚苯胺的制備方法，屬于導(dǎo)電高分子制備技術(shù)領(lǐng)域，其特征為先將苯胺進(jìn)行預(yù)處理，使用前需蒸餾提純，然后進(jìn)行原摻雜態(tài)聚苯胺的制備，配制濃度為1mol/L的鹽酸水溶液。將預(yù)處理后的10ml苯胺單體溶于240ml含鹽酸15％的鹽酸溶液中，并轉(zhuǎn)移至三頸瓶，攪拌均勻。稱取與苯胺單體摩爾比為1∶1的過硫酸銨(NH4)2S2O8)溶于250ml鹽酸中，并緩慢滴加到三頸瓶中，滴加1.5小時后繼續(xù)攪拌反應(yīng)5小時，停止反應(yīng)，抽濾。將濾餅依次用含鹽酸15％的鹽酸溶液、無水乙醇反復(fù)清洗至無色，最后在333K下真空干燥24小時即得到墨綠色原摻雜態(tài)聚苯胺(PANI)粉末。
文檔編號C08G73/02GK102504248SQ20111028948
公開日2012年6月20日 申請日期2011年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月21日
發(fā)明者司乃潮, 司松海, 張志敏, 楊道清, 王懷慶 申請人:鎮(zhèn)江憶諾唯記憶合金有限公司