苯胺基聚合物及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种苯胺基聚合物，由苯胺寡聚物与多聚甲醛通过聚合反应得到。本发明专利技术还涉及一种苯胺基聚合物的制备方法，包括：将苯胺寡聚物与多聚甲醛在第一溶剂中混合，形成混合溶液；以及将混合溶液聚合。

Aniline based polymer and preparation method thereof

The present invention relates to an aniline based polymer obtained by polymerization of an aniline oligomer with paraformaldehyde. The invention also relates to a process for the preparation of an aniline based polymer comprising mixing an aniline oligomer with a paraformaldehyde in a first solvent, forming a mixed solution, and polymerizing the mixed solution.

【技术实现步骤摘要】
苯胺基聚合物及其制备方法
本专利技术涉及苯胺基聚合物材料
，尤其涉及一种苯胺基聚合物及其制备方法。
技术介绍
导电高分子是一类具有共轭π-π键的高分子材料，经过化学或电化学“掺杂”可以转变为导体。导电高分子具有特殊的结构和优异的物理化学性能，在能源、光电子器件、信息储存传输和处理、传感器、电磁屏蔽、金属防腐和隐身技术上有着广泛、诱人的应用前景。目前，已经发现的导电高分子包括聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚对苯撑、聚对苯乙烯和聚对苯硫醚等，经过掺杂，其电导率可以达到半导体甚至导体的水平。其中，聚苯胺由于其价格较低、性能稳定、导电性好、合成简便成为研究和应用最多的导电高分子。但是，聚苯胺分子结构不确定，分子链刚性强，在很多溶剂中溶解性很差，难以加工。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种苯胺基聚合物及其制备方法。一种苯胺基聚合物，由苯胺寡聚物与多聚甲醛通过聚合反应得到。在其中一个实施例中，所述苯胺寡聚物的分子包括至少两个苯环及至少两个端氨基。在其中一个实施例中，所述苯胺寡聚物的分子中苯环的数量为3至20。在其中一个实施例中，所述多聚甲醛的分子中碳原子的数量为10至100。在其中一个实施例中，所述苯胺寡聚物的质量百分含量为80％至95％。在其中一个实施例中，所述苯胺基聚合物的形状为颗粒、块体、层状结构、多孔状结构或纤维状结构。一种苯胺基聚合物的制备方法，包括：将苯胺寡聚物与多聚甲醛在第一溶剂中混合，形成混合溶液；以及将所述混合溶液聚合。在其中一个实施例中，所述多聚甲醛与所述苯胺寡聚物分子中的氨基的摩尔比为2至5。在其中一个实施例中，将所述混合溶液聚合包括：将所述混合溶液进行预聚，形成预聚液；以及将所述预聚液在模具中加热固化，形成苯胺基聚合物。在其中一个实施例中，所述预聚的温度为常温至120℃。在其中一个实施例中，所述加热固化包括：将所述预聚液在第一温度进行第一步聚合；以及将所述第一步聚合的产物在第二温度进行第二步聚合。在其中一个实施例中，所述第一温度的范围为50℃至120℃；所述第二温度大于或等于180℃。在其中一个实施例中，还包括：在基底表面铺设模板剂颗粒层，所述模板剂颗粒易溶于第二溶剂；使用所述第二溶剂的湿气对所述模板剂颗粒层进行处理后干燥，使所述模板剂颗粒层中的模板剂颗粒相互连接形成多孔模板；所述将混合溶液聚合的步骤为：将所述混合溶液浇筑至所述多孔模板，使所述混合溶液在所述多孔模板中原位聚合，形成所述苯胺基聚合物；以及进一步包括：通过所述第二溶剂将所述苯胺基聚合物中的所述多孔模板溶解去除，得到多孔的苯胺基聚合物。在其中一个实施例中，在将所述混合溶液浇筑至所述多孔模板的步骤中所述多孔模板呈固态。相较于现有技术，本专利技术提供的苯胺基聚合物及其制备方法，由于采用多聚甲醛与苯胺寡聚物进行聚合，因此能够使聚合反应的反应物中具有高质量百分含量的苯胺寡聚物，例如可达95％。该苯胺基聚合物具有优异的光热转换性能、耐溶剂性、耐热性、疏水性及防腐蚀性能，并且原料成本较低，制备简单且快速。附图说明图1为本专利技术实施例苯胺基聚合物的制备方法流程图；图2为本专利技术实施例的苯胺基聚合物制备方法中湿气处理前后模板剂颗粒变化示意图；图3为实施例1苯胺基聚合物的制备方法的过程示意图；图4为实施例1苯胺基聚合物的照片；图5为实施例1苯胺基聚合物的扫描电子显微镜照片；图6为实施例1的苯胺基聚合物分别使用模拟太阳光在a.空气中照射，b.置于水中照射前，c.置于水中照射后的红外热成像照片；图7为实施例1的苯胺基聚合物对水的蒸发速率曲线；图8为实施例1的苯胺基聚合物与水的接触角示意图；图9为实施例1的苯胺基聚合物对不同粘度的油的吸收能力图；图10为实施例2的苯胺基聚合物涂层电极的阻抗-频率曲线比较图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本专利技术的苯胺基聚合物及其制备方法进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术实施例提供一种苯胺基聚合物，由苯胺寡聚物与多聚甲醛通过聚合反应得到。该苯胺基聚合物具有优异的光热转换性能、耐溶剂性、耐热性、疏水性及防腐蚀性能。该苯胺基聚合物包括由苯胺寡聚物形成的苯胺寡聚基团以及由多聚甲醛形成的有机基团，所述苯胺寡聚基团与其它有机基团相互连接形成聚合物。该苯胺寡聚物的分子包括至少两个苯环及至少两个端氨基，所述至少两个苯环通过氮原子连接。所述至少两个苯环可通过-NH-基团连接，即形成还原态单元或者通过-N＝基团连接，即形成氧化态单元所述苯胺寡聚物分子可以仅包括所述还原态单元或氧化态单元，或者所述还原态单元与氧化态单元的组合。所述至少两个苯环通过-N＝基团和/或-NH-基团连接形成低分子量的分子链。在优选的实施例中，苯胺寡聚物分子中苯环的数量为3至20。在苯胺寡聚物与多聚甲醛的聚合反应中，苯胺寡聚物具有较高的质量百分含量，优选为80％至95％，从而使得苯胺基聚合物中苯胺寡聚基团的质量百分含量较高，使该苯胺基聚合物具有一系列优异性能，例如光热转换性能、耐溶剂性、耐热性、吸油性、疏水性及防腐蚀性能。多聚甲醛的化学式为(CH2O)n，其中，碳原子的数量优选为10至100。所述苯胺基聚合物的形状不限，例如可以为颗粒、块体、层状结构、多孔状结构或纤维状结构，以扩展应用范围。请参阅图1，本专利技术还提供一种苯胺基聚合物的制备方法，包括：S110，将苯胺寡聚物与多聚甲醛在第一溶剂中混合，形成混合溶液；以及S120，将混合溶液聚合。步骤S110中，多聚甲醛与苯胺寡聚物分子中的氨基的摩尔比优选为2至5。以使反应更充分，生成的杂质更少。第一溶剂为有机溶剂，只要能够溶解苯胺寡聚物及多聚甲醛即可。例如可以为氮甲基吡咯烷酮、甲基丁酮、甲基异丁酮、甲醇、乙醇、N,N-二甲基甲酰胺、N-环己基吡咯烷酮以及二甲基亚砜等。在步骤S120中，可以包括步骤S121，将混合溶液进行预聚，形成预聚液；以及步骤S122，将预聚液在模具中加热固化，形成苯胺基聚合物。步骤S121中，可以通过预加热的方式进行预聚，预聚温度由所述苯胺寡聚物及多聚甲醛的具体材料决定。具体的，预聚温度的范围为常温至120℃。预聚时间随所述苯胺寡聚物及多聚甲醛的具体材料以及预聚温度而变化。常温可以为20℃至30℃。优选的，步骤S122中加热固化包括：将预聚液在第一温度进行第一步聚合；以及将第一步聚合的产物在第二温度进行第二步聚合。采用分步聚合的方法，将第一步形成的由溶剂和水稳定的中间态产物进行第二步高温脱水脱溶剂，得到最终产物，可以提高固化反应的速度，并提高最终制得的苯胺基聚合物的性能。第一温度及第二温度均由所述苯胺寡聚物与多聚甲醛的具体材料决定。相应的，第一温度的固化时间及第二温度的固化时间均随所述苯胺寡聚物与多聚甲醛的具体材料及对应的温度而变化。具体的，第一温度的范围优选为50℃至120℃。第二温度的范围优选为大于或等于180℃。第二温度的上限可不限制，小于苯胺基聚合物的分解温度即可。模具可以为任何材质、任何形状，只要能承受第一温度和第二温度即可。根据需要，选择不同的模具，即可制备出不同形状的含苯胺寡聚物的聚合物材料，如颗粒、块体、层状结构、多孔状结构或纤维状结构等。在一实施例中，本专利技术还提供一种多孔本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种苯胺基聚合物，其特征在于，由苯胺寡聚物与多聚甲醛通过聚合反应得到。

【技术特征摘要】
1.一种苯胺基聚合物，其特征在于，由苯胺寡聚物与多聚甲醛通过聚合反应得到。2.如权利要求1所述的苯胺基聚合物，其特征在于，所述苯胺寡聚物的分子包括至少两个苯环及至少两个端氨基。3.如权利要求1所述的苯胺基聚合物，其特征在于，所述苯胺寡聚物的分子中苯环的数量为3至20。4.如权利要求1所述的苯胺基聚合物，其特征在于，所述多聚甲醛的分子中碳原子的数量为10至100。5.如权利要求1所述的苯胺基聚合物，其特征在于，所述苯胺寡聚物的质量百分含量为80％至95％。6.如权利要求1所述的苯胺基聚合物，其特征在于，所述苯胺基聚合物的形状为颗粒、块体、层状结构、多孔状结构或纤维状结构。7.一种苯胺基聚合物的制备方法，包括：将苯胺寡聚物与多聚甲醛在第一溶剂中混合，形成混合溶液；以及将所述混合溶液聚合。8.如权利要求7所述的苯胺基聚合物的制备方法，其特征在于，所述多聚甲醛与所述苯胺寡聚物分子中的氨基的摩尔比为2至5。9.如权利要求7所述的苯胺基聚合物的制备方法，其特征在于，将所述混合溶液聚合包括：将所述混合溶液进行预聚，形成预聚液；以及将所述预聚液在模具中加热固化，形成苯胺基聚合物...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉岩，危岩，陈巧梅，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11