Page 56 - 《橡塑技术与装备》2022年7期
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橡塑技术与装备                                          CHINA RUBBER/PLASTICS  TECHNOLOGY  AND EQUIPMENT




                      聚苯胺复合材料的制备及掺杂酸的


                                                   影响研究


                                                                1
                                               明皓   1，2 ，沈佳慧 ，范文玉         3
                                         (1. 沈阳科技学院，辽宁  沈阳  110167 ；
                                         2. 沈阳工业大学，辽宁  沈阳  110870 ；
                                          3. 沈阳化工大学，辽宁  沈阳  110142)


                     摘要 ： 聚苯胺（PANI）因其诸多特性，在生活和生产的各个领域均得到广泛应用，如二次电池和电极材料、导电材料和防静
                  电材料、防腐材料、防污材料、发光二极管、光学器件及非线性光学器件等。本文尝试在反应阶段使二氧化硅与苯胺复合，经聚
                  合形成聚苯胺 / 二氧化硅复合材料。采用化学氧化聚合法制备了不同酸掺杂的，即对甲苯磺酸、柠檬酸和对氨基苯磺酸，纳米硅
                  溶胶质量分数分别为 20% 和 25% 的聚苯胺 / 二氧化硅粉体。在反应条件 n(An):n(APS)=1， pH 为 1.5，温度 30 ℃，搅拌时间 6 h 时，
                  不同酸掺杂的样品均具有较高的产率。并对聚苯胺复合材料进行表面形貌、X 射线衍射、电导率及红外分析。
                     关键词 ： 聚苯胺 ；二氧化硅 ；导电材料 ；有机酸
                     中图分类号 ： TQ328.9                                文章编号 ： 1009-797X(2022)07-0006-05
                     文献标识码 ： B                                      DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2022.07.002





                 聚苯胺（PANI）因其诸多特性，在生活和生产的                       关于掺杂态聚苯胺的结构，MacDiarmid 开始时提出
             各个领域均得到广泛应用，如二次电池和电极材料、                           了亚胺上氮原子优先质子化的假设，认为质子的电荷
             导电材料和防静电材料、防腐材料、防污材料、发光                           均匀分布在每一个 N 原子上 ；所有的芳环均介于苯醌
             二极管、光学器件及非线性光学器件等                  [1~2] 。作为防     之间 ；所有的碳氮键均介于单双键之间，从而形成一
             腐涂料，无论从实验室结果还是从实际检测结果来看，                          个共轭体系。不久，MacDiarmid 总结有关实验结果，
             聚苯胺都是较为理想的，尤其是其特有的抗点蚀、抗                           特别是聚苯胺的酸碱滴定曲线和掺杂态聚苯胺具有强
             划伤能力更是单纯有机涂层不可比的                [3] 。因此，开发        顺磁性的试验事实。
             聚苯胺防腐蚀涂料已成为导电高分子材料的应用和涂                               聚苯胺很难分散，人们通常通过制备聚苯胺的复
             料研究开发领域的一个新的热点              [4] 。                 合材料来提高聚苯胺的易处理性和可应用性，例如通
                 我国从 1985 年起开展了聚苯胺的研究，在聚苯                      过聚苯胺与二氧化钛、氧化铈等无机化合物复合等                     [7] 。
             胺导电性研究方面取得了重大突破。我国从事聚苯胺                           硅溶胶又称胶体二氧化硅（Colloidal Silica），是纳米
             研究开发的单位有中国科学院化学研究所、中国科学                           级的二氧化硅颗粒在水中或溶剂中的分散液。由于硅
             院长春应用化学研究所、华南理工大学、南京大学、                           溶胶中的 SiO 2 含有大量的水及羟基，故硅溶胶也可以
             华中理工大学等。现在已从对聚苯胺的链结构、掺杂                           表述为 mSiO 2 ‧nH 2 O，其主要成分是胶体形态的水合二
             反应、导电机理等基础理论的研究，发展到改进其溶                           氧化硅。制备硅溶胶有不同的途径，最常用的方法有
             解性和加工性的合成方法的研究上，并取得了突破性                           离子交换法、硅粉一步水解法、硅烷水解法等                    [8] 。硅
             的进展   [5] 。科研工作者们针对聚苯胺的优异特性进行                     溶胶呈现出化学惰性，无臭、无毒、无腐蚀性。此外
             了广泛深入的探讨，并逐渐深入到了聚苯胺的应用领
             域。对聚苯胺的链的结构有过许多的争论 MacDarmid                         作者简介 ：明皓 (1988-)，男，博士研究生，讲师，主要
             在 1987 年提出了目前人们普遍接受的结构式，即结                        从事环境功能材料、电化学工业水处理技术方面工作研究。
                                                                  基金项目 ：辽宁省教育厅科学研究经费项目（202013
             构中不但含有苯 - 醌交替的氧化形式，而且含有苯 -
                                                               62101）；沈阳科技学院科学研究项目（ZD-2021-06）；沈阳
             苯连续的还原形式。通过质子酸掺杂可以改变结构的                           科技学院校级创新团队。
             氧化状态，而且又陆续发现了其他种类的掺杂方式                     [6] 。     收稿日期 ：2022-04-27

                                                                                                         7
             ·6·                                                                               第 48 卷  第 期
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