一种高导电率的液态聚苯胺及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高导电率的液态聚苯胺及其制备方法。将质子酸溶解于二甲苯中，搅拌至其完全溶解；加入苯胺单体的水溶液，置于0‑5℃冰水浴中搅拌分散；滴加过硫酸铵水溶液，1h滴加完，并继续反应4‑10h；所得产物在超声波下处理，再加入水透析处理，最后用二氯甲烷进行萃取，干燥得高导电率的液态聚苯胺。本发明专利技术所用的油性烷基长链质子酸为工业化产品，磺酸基的存在有利于降低体系的pH值得到分子量、导电率更高的聚苯胺，长链烷基的存在赋予了聚苯胺很好的流动性，同时使得聚苯胺在一定温度下显示出液态的本质。使得聚苯胺能溶于多种有机溶剂中，改善了聚苯胺的加工性能。

Liquid polyaniline with high conductivity and preparation method thereof

The invention discloses a liquid polyaniline with high conductivity and a preparation method thereof. The proton acid was dissolved in dimethylbenzene and stirred to its complete dissolution. The aqueous solution added to the aniline monomer was stirred and dispersed in the ice water bath at 0 5 degrees centigrade; the ammonium sulfate was added to the water solution, 1H drops were added, and the reaction was continued to be 4 10h. The obtained products were treated with ultrasonic treatment and then dialytic treatment, and then the extraction of dichloromethane was carried out. Take the liquid polyaniline with high conductivity. The oil alkyl long chain proton acid used in this invention is industrial product. The existence of sulfonic acid group is beneficial to reducing the pH of the system to be worth to polyaniline with higher molecular weight and higher conductivity. The existence of long chain alkyl gives the good fluidity of Polyaniline and makes the polyaniline show the liquid nature at a certain temperature. Polyaniline can be dissolved in a variety of organic solvents, which improves the processability of polyaniline.

【技术实现步骤摘要】
一种高导电率的液态聚苯胺及其制备方法
本专利技术属于化学合成
，具体涉及一种液态聚合物及其制备方法。
技术介绍
在众多的导电聚合物中，由于聚苯胺具有结构的多样性，独特的质子掺杂机理，优异的物理化学性能，较高的电导率。而且原料易得，合成方法简单多样化，受到了研究者的普遍重视。在研究的过程中，科学家发现聚苯胺综合力学性能差、难溶解的特点不易对其用传统的方法直接进行加工。因此，限制了其应用前景。众多研究者通过各种各样的方法来改善其可加工性能，如选择十二烷基苯磺酸、樟脑磺酸、磺基水杨酸等适当的大分子功能质子酸进行掺杂，改善了聚苯胺与有机溶剂之间的相容性，但是得到的聚苯胺均还只是粉末状，且并未有较大程度的提高其溶解性。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种高导电率的液态聚苯胺及其制备方法，且工艺过程简单、易于制备。为达到上述目的，采用技术方案如下：高导电率的液态聚苯胺，具有以下结构式：其中，上述高导电率的液态聚苯胺的制备方法，包括以下步骤：1)将质子酸溶解于二甲苯中，搅拌至其完全溶解；2)加入苯胺单体的水溶液，置于0-5℃冰水浴中搅拌分散；3)滴加过硫酸铵水溶液，1h滴加完，并继续反应4-10h；4)所得产物在超声波下处理，再加入水透析处理，最后用二氯甲烷进行萃取，干燥得高导电率的液态聚苯胺。按上述方案，所述质子酸为C22烷基甲苯磺酸。按上述方案，苯胺单体与质子酸按摩尔比为1：(1-2)。按上述方案，所述透析处理采用透析袋截留分子量为8000。与已有技术相比，本专利技术创新如下：本专利技术制备得到的液态聚苯胺，能溶解于多种有机溶剂中，有利于解决聚苯胺的加工难题，进而应用于复合材料领域。本专利技术所用的油性烷基长链质子酸为工业化产品，磺酸基的存在有利于降低体系的pH值得到分子量、导电率更高的聚苯胺，长链烷基的存在赋予了聚苯胺很好的流动性，同时使得聚苯胺在一定温度下显示出液态的本质。使得聚苯胺能溶于多种有机溶剂中，改善了聚苯胺的加工性能。从性能上重新定义了一种特殊结构的聚苯胺，得到了一种不同于以往的微观结构的聚苯胺，这种结构有利于聚苯胺的成膜，从而应用于有机太阳能电池等领域。本专利技术所用的原材料成本极低，大大的推进了聚苯胺的工业化进程。附图说明图1：实例1中液态聚苯胺的实物图；图2：实例1中液态聚苯胺的微观形貌图。具体实施方式以下实施例进一步阐释本专利技术的技术方案，但不作为对本专利技术保护范围的限制。实施例11)首先将14.55g质子酸溶解于100ml二甲苯中，搅拌至其完全溶解。2)再将1.86g苯胺单体加入5ml水中分散后转移上述溶液中分散30min，并将温度降至3℃。3)将20ml的过硫酸铵水溶液(含有4.56g过硫酸铵溶质)约1h滴加至步骤1中的分散液中。保持恒温3℃，使反应持续进行4h。4)将得到的混合液在超声波下处理10min，并用截留分子量为8000的透析袋透析处理72h。5)最后用250ml二氯甲烷进行萃取，得到的聚苯胺/二氯甲烷溶液，于60℃干燥后得液态聚苯胺。利用哈克流变仪MARS3对其流变性能进行表征发现在30-80℃范围内，其储能模量先大于损耗模量后又小于损耗模量，表明其存在一个由固态到液态的转变过程，且通过四探针测试表明其电导率高达0.24S/cm。本实施例所得液态聚苯胺的实物图，如图1所示。本实施例所得液态聚苯胺的微观形貌图，如图2所示。实施例21)首先将14.55g质子酸溶解于80ml去离子水中，搅拌至其完全溶解。2)再将1.86g苯胺单体加入上述溶液中分散30min，并将温度降至3℃。3)将20ml的过硫酸铵水溶液(含有4.56g过硫酸铵溶质)约1h滴加至步骤1中的分散液中。保持恒温3℃，使反应持续进行6h。4)将得到的混合液用100ml的二氯甲烷进行破乳，终止反应。并用截留分子量为8000的透析袋透析处理72h。5)最后用250ml二氯甲烷进行萃取，得到的聚苯胺/二氯甲烷溶液，于60℃干燥后得液态聚苯胺。利用哈克流变仪MARS3对其流变性能进行表征发现在30-80℃范围内，其储能模量先大于损耗模量后又小于损耗模量，表明其存在一个由固态到液态的转变过程，且通过四探针测试表明其电导率高达0.32S/cm。实施例31)首先将14.55g质子酸溶解于100ml二甲苯中，搅拌至其完全溶解。2)再将1.86g苯胺单体加入5ml水中分散后转移至上述溶液中分散30min，并将温度降至3℃。3)将20ml的过硫酸铵水溶液(含有4.56g过硫酸铵溶质)约1h滴加至步骤1中的分散液中。保持恒温3℃，使反应持续进行8h。4)将得到的混合液在超声下处理10min，并用截留分子量为8000的透析袋透析处理72h。5)最后用250ml二氯甲烷进行萃取，得到的聚苯胺/二氯甲烷溶液，于60℃干燥后得液态聚苯胺。利用哈克流变仪MARS3对其流变性能进行表征发现在30-80℃范围内，其储能模量始终小于损耗模量，表明其一直处于类液体的状态，且通过四探针测试表明其电导率高达0.54S/cm。实施例41)首先将14.55g质子酸溶解于100ml二甲苯中，搅拌至其完全溶解。2)再将1.86g苯胺单体加入5ml水中分散后转移至上述溶液中分散30min，并将温度降至3℃。3)将20ml的过硫酸铵水溶液(含有4.56g过硫酸铵溶质)约1h滴加至步骤1中的分散液中。保持恒温3℃，使反应持续进行10h。4)将得到的混合液在超声下处理10min，并用截留分子量为8000的透析袋透析处理72h。5)最后用250ml二氯甲烷进行萃取，得到的聚苯胺/二氯甲烷溶液，于60℃干燥后得液态聚苯胺。利用哈克流变仪MARS3对其流变性能进行表征发现在30-80℃范围内，其储能模量始终小于损耗模量，表明一直处于类液体的状态，且通过四探针测试表明其电导率高达0.52S/cm。本文档来自技高网...

【技术保护点】
高导电率的液态聚苯胺，其特征在于具有以下结构式：

【技术特征摘要】
1.高导电率的液态聚苯胺，其特征在于具有以下结构式：其中，2.权利要求1所述高导电率的液态聚苯胺的制备方法，其特征在于包括以下步骤：1)将质子酸溶解于二甲苯中，搅拌至其完全溶解；2)加入苯胺单体的水溶液，置于0-5℃冰水浴中搅拌分散；3)滴加过硫酸铵水溶液，1h滴加完，并继续反应4-10h；4)所得产物在超声波下处理，再加入水透析处理，最后用二...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊传溪，刘志康，王珊，杨全岭，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42