表面修饰导电聚苯胺纳米线的聚苯乙烯微球的制备方法，其特征在于包括以下步骤： １）配制２～５ｇ／Ｌ的阳离子表面活性剂的酸性水溶液； ２）将聚苯乙烯微球与含有阳离子表面活性剂的酸性水溶液混合得混合溶液，其中阳离子表面活性剂与聚苯乙烯微球的质量比为１∶１０～４０； ３）在混合溶液中加入浓度为１０～５０ｇ／Ｌ苯胺单体的有机溶液，搅拌，苯胺单体有机溶液与含有阳离子表面活性剂的酸性水溶液的体积比为１∶４； ４）取与苯胺单体等摩尔的氧化剂加入到与步骤１中等体积的１ｍｏｌ／Ｌ酸性水溶液中，搅拌溶解后，在搅拌下加入到步骤３的混合物中，加入后继续反应４～１２ｈ，抽滤，依次用水和无水乙醇反复冲洗至滤液无色、ｐＨ值呈中性为止，将所得的产物烘干至恒重即可。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种制备聚合物纳米复合材料的方法，尤其是制备导电聚合物纳米线修饰的 聚苯乙烯微球方法。
技术介绍
自从发现导电聚合物以来，由于其具有传统聚合物所缺乏的电活性，因而在轻质电池、 电磁屏蔽材料、防腐涂层和传感器等领域有着很大的发展潜力。(MacDiarmidA.G.5^"A^c 1997, 84(1-3): 27-34.)导电聚合物，特别是聚苯胺由于自身的分子结构刚性大，分子链 间相互作用强，因而其加工性能较差，难溶难熔，这在一定程度上限制了导电聚合物的应用。 将聚苯胺与其他材料复合，制备成复合材料是解决这个缺陷的重要方法之一。传统的方法是直接将聚苯胺导电聚合物加入到通用聚合物中，以改进基体的导电性能， 这种方法已经进行了广泛的研究，例如Laska等(Laska J.， Zak K. ,ProA A.，S，f/^!'c Mw., 1997,84 (1-3):117-118)将聚苯胺与PS， PMMA， PVC，以及纤维素等通用聚合物复合，得 到电导率为10_10-3S的一系列复合物。Gupta等(Gupta R.K., Singh R.A. ， Dubey S.S.鄉.rec/mo/..，2004,38 (3):225-232)通过将PS的苯溶液与聚苯胺经过搅拌，渗透之后，制 成的复合物对水中的汞离子进行吸附，发现有良好的吸附活性，可应用在水处理技术中。然 而这一类方法存在加工工序复杂、采用大量有机溶剂和对环境不友好等缺点。因而研究者们 纷纷将眼光投向聚苯胺的表面修饰，制备聚苯胺表面修饰的各种聚合物、无机物、凝胶等体 系。如 Dispenza 等 (Dispenza C.， Lo Presti C.， Belfiore C., Spadaro G.， Piazza S.,尸o/;ww,2006,47(4):961-971)利用PVP (聚N—乙烯基吡咯垸酮)作为苯胺单体聚合的稳 定剂，然后将PVP通过辐照而交联，制得了具有导电性能的水凝胶。Wei等(Wei J. H.， Shi J., Guan J. G.， YuanR. Z. " Ma/w Sd. 2004,39(10):3457-3460)将无机BaTi03与聚苯胺的复合 物，在3.5KV/mm电场下进行测试发现，具有2800Pa的高剪切应力，是一种良好的电流变 材料。然而上述方法依然属于传统聚合物改性的范畴之内。随着纳米技术的发展，聚苯胺纳 米功能化材料越来越受到人们的重视。聚合物的宏观性能与其是否能够形成纳米精细结构，具有非常紧密的联系。例如， Bleda-Martinez等(Bleda-Martinez M.J., Morall6n E.， Cazorla-Amor6s D. EZECT^OC/Z/M^C7K,2007,52 C15):49624968)通过苯胺单体在碳纳米管上进行原位聚合，所得到导电聚合 物/碳管纳米复合物与碳纳米管相比，电容率提高了 20%，并且其电容率与导电聚合物的均 匀分布程度有着直接关系。再如Amiijo等(Araiijo RL.B.， Araiijo E.S., Santos R.F.S., Pacheco A.RL.,M/croe/e"ra"/" Jowma/,2005,36(11):1055-1057)把以界面聚合法制备的直径为100— 150nm的聚苯胺纳米线，与PMMA通过超声共混方法，流延成膜，在聚苯胺浓度低时即可 得到透明的导电聚合物复合膜，可望这种透明的聚合物膜在工业上具有一定的应用前景。 Huang等(Huang J., Virji S., Weiller B. H., Kaner R. B.， ■/爿肌C/ze肌Soc. 2003，125(2):314-315) 发现具有纳米结构导电聚苯胺传感器，对比传统的体型传感器，由于其具有较高的活性比表 面、标的分子所需渗透深度较短，因而具有敏感性高和响应时间短的优点。由于纳米聚苯胺功能材料对比传统复合材料具有不可忽视的优势，而且由于导电聚合物 的特殊性能，纳米聚苯胺功能材料在工业、生物、医学、电子等领域中将有广阔的应用前景。 因而当前合成功能化材料的主要挑战，就是如何有效合成具有纳米结构的复合材料。传统的聚苯胺导电微球的方法是利用将苯胺单体在水溶液中，进行聚合，包覆到聚苯乙 烯微球的表面，例如Wang等(Wang L.Y., Lin Y丄，Chiu W.Y. ,S少"A幼'c M" 2001,119(1-3):155-156)将聚苯乙烯和分散剂十二烷基硫酸钠(SDS)混合后，加入苯胺单体 进行溶液聚合，制备了具有聚苯胺壳一聚苯乙烯核的导电聚苯乙烯微球。Cho等(ChoY.H.， ChoM.S.， ChoiH丄，JhonM.S.， Co〃oW户o/;;附"2002,280 (11): 1062—1066)将PMMA 微球进行聚苯胺表面修饰，然后微球分散在硅油中，在一定强度的电场下，即可表现出比较 理想的电流变流体性能。但是用传统方法制得的聚苯胺包覆层呈现不规则的表面，而具有纳 米线包覆层结构的微球尚未见诸报道。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在提供一种，所 制备的聚苯乙烯微球是一种具有精细纳米结构的导电聚合物一聚苯胺与聚苯乙烯的复合功 能化微球，被具有直径处于纳米尺度10 100 nm的线性纳米聚苯胺导电聚合物包覆。本专利技术包括以下步骤1) 配制2 5g/L的阳离子表面活性剂的酸性水溶液；2) 将聚苯乙烯微球与含有阳离子表面活性剂的酸性水溶液混合得混合溶液，其中阳离 子表面活性剂与聚苯乙烯微球的质量比为1 : U0 40);3) 在混合溶液中加入浓度为10 50g/L苯胺单体的有机溶液，搅拌，苯胺单体有机溶 液与含有阳离子表面活性剂的酸性水溶液的体积比为1 : 4;4)取与苯胺单体等摩尔的氧化剂加入到与步骤1中等体积的lmol/L酸性水溶液中， 搅拌溶解后，在搅拌下加入到步骤3的混合物中，加入后继续反应4 12h，抽滤，依次用 水和无水乙醇反复冲洗至滤液无色、pH值呈中性为止，将所得的产物烘干至恒重即可。 在步骤l)中，酸的浓度最好为lmol/L，酸可以是盐酸，硫酸或高氯酸等质子酸。 在步骤2)中，最好将聚苯乙烯微球与含有阳离子表面活性剂的酸性水溶液混合搅拌 10 30min。在步骤3)中，搅拌的时间最好为10 30min，阳离子型表面活性剂可以是十二垸基三 甲基溴化铵或十四烷基三甲基溴化铵等，有机溶液可以是正己烷，乙酸乙酯或二氯乙烷等。在步骤4)中，氧化剂可以是过硫酸铵、过氧化氢、重铬酸钾或氯化铁等，烘干的温度 最好为50 7(TC。本专利技术通过改进普通"Pickering乳液法"，添加阳离子型表面活性剂对聚苯乙烯微球进 行表面改性，然后利用改性的聚苯乙烯微球作为稳定乳液的固体稳定剂进行聚合，综合 Pickerin乳液的界面效应和吸附阳离子表面活性剂的模版效应，合成具有导电纳米线结构的 聚苯胺功能化聚苯乙烯微球。其突出优点在于(l)合成条件温和，在常压的条件下，温度也 在室温左右，对生产设备要求较低，有利于该方法的工业化；(2)对比其他的方法，如普通 界面聚合，其生产效率高，周期较短，同时采用的有机溶剂较少；(3)产物的纳米包覆层结构本文档来自技高网...
【技术保护点】
表面修饰导电聚苯胺纳米线的聚苯乙烯微球的制备方法，其特征在于包括以下步骤：１）配制２～５ｇ／Ｌ的阳离子表面活性剂的酸性水溶液；２）将聚苯乙烯微球与含有阳离子表面活性剂的酸性水溶液混合得混合溶液，其中阳离子表面活性剂与聚苯乙烯微球的质量比为１∶１０～４０；３）在混合溶液中加入浓度为１０～５０ｇ／Ｌ苯胺单体的有机溶液，搅拌，苯胺单体有机溶液与含有阳离子表面活性剂的酸性水溶液的体积比为１∶４；４）取与苯胺单体等摩尔的氧化剂加入到与步骤１中等体积的１ｍｏｌ／Ｌ酸性水溶液中，搅拌溶解后，在搅拌下加入到步骤３的混合物中，加入后继续反应４～１２ｈ，抽滤，依次用水和无水乙醇反复冲洗至滤液无色、ｐＨ值呈中性为止，将所得的产物烘干至恒重即可。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：戴李宗，陈江枫，许一婷，邓远名，郑毅芳，雷光财，马莹莹，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：92
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