一种聚苯乙烯中空微球为模板制备海胆状导电聚合物中空微球的方法，属于纳米结构导电聚合物技术领域。制备步骤为：取酸溶液加入聚合物单体，磁力搅拌形成均匀溶液；取聚苯乙烯溶液加入到上面的溶液里，用磁力搅拌，然后离心，获得内腔吸附单体的聚苯乙烯微球；将聚苯乙烯微球重新分散到氧化剂水溶液中，进行反应；反应结束后，用去离子水和溶剂洗涤，最后将过滤得到的固体产物进行干燥，得到直径为１０－６０ｎｍ导电聚合物纤维径向排列而成的海胆状中空微球。优点在于，实现了聚合物一维聚合和三维组装，获得了海胆状中空功能聚合物微球；并且聚合条件易于控制，聚合影响因素少，反应结束后模板容易去除。
【技术实现步骤摘要】
所属领域本专利技术属于纳米结构导电聚合物
，特别提供了一种，以聚苯乙烯中空微球为模板制备海胆状导电聚合物中空微球。
技术介绍
文献Supp S I，Lebonheur V，et al.，Science，1997，276，384中指出，纳米结构导电聚合物材料在磁学、电学、光学、催化以及化学传感等方面具有广阔的应用前景，因此引起了人们的巨大关注并掀起了研究的热潮。由于它们特殊的物理性质和潜在的应用，二维和多维有序结构的导电聚合物已经引起了广泛的关注。目前，人们已经用多种不同的方法制备出了高质量的一维的导电聚合物纳米纤维及纳米线等，如使用硬模板，软模板，种子聚合，界面聚合以及稀释聚合等，但是，利用一维的纳米导电聚合物材料自组装成二维甚至多维材料仍少有报道。发展一种简单有效的聚合物一维材料组装成多维材料的方法仍然是一项重大的科学挑战。目前制备多维有序导电聚合物材料复杂结构的方法主要有分子自组装、有机合成、微乳液聚合、模板聚合等等，其中模板法是较为有效控制聚合物的形貌和粒径的方法之一。文献Kageyama K，Tamazawa J，Aida T.，Science，1999，285，2113中指出，模板法是指选择一种物质为“模”，促使组分在模内生长或围绕模生长，材料的几何参数将受到模板的限制。因此改变模板的形状和尺寸可以实现产物结构的预期可控。在不借助参杂剂的情况下，单纯利用模板控制一维材料的生长和三维材料的组装是一件相当困难的事。这里，选择聚苯乙烯中空微球则能实现这一点。聚苯乙烯中空微球包含一层很薄的亲水内层和亲水横断通道，这些位置的主要成分是聚丙烯酸甲酯和聚丙烯酸。因此，阳离子的聚合物单体能通过静电吸引的作用，进入到聚苯乙烯中空微球的内腔，聚苯乙烯中空微球也由此可以作为一种为容器来控制反应单体的释放，成为一种比较理想的模板。在以往的研究中也曾用到聚苯乙烯为模板，但是聚苯乙烯大多需要经过磺化模板这一步，而且形成的多是表层密实的聚合物微球。利用聚合物纤维组装成海胆状中空微球的形貌，无论在工艺上还是潜在的应用上，都具有十分重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种。解决了导电聚合物纤维的生成和组装。本专利技术运用中空聚苯乙烯微球为模板，利用微球球面的横断通道和内表面有羧酸等亲水的基团吸收聚合物单体盐，将中空微球作为聚合物单体的容器，在将盛装有单体的聚苯乙烯微球分散到氧化剂的溶液中，空腔内的单体通过亲水横断通道扩散到球面时被氧化成聚合物纤维，同时通过聚苯乙烯球面组装成海胆状形貌的聚合物微球。由于球面上的纤维长短粗细和氧化剂的性能强弱有关，因此可以通过氧化剂的不同来调节海胆状聚苯胺中空微球的形貌。由于制备得的聚合物的尺寸大小，形貌特征，以及导电聚合物本身等特点，使得该聚合物在电、磁、微处理器件、环境保护、隐身材料、高性能涂层材料及生物化学等方面将具有广阔的应用前景。具体制备步骤如下1.取100mL0.01-10.00M的酸溶液，加入0.1-20.0g的聚合物单体，磁力搅拌0.5-8h时间形成均匀溶液。2.取0.1-30g的聚苯乙烯溶液加入到上面的溶液里，用磁力搅拌6-72h的时间；然后离心，获得内腔吸附单体的聚苯乙烯微球。3.步骤2得到的聚苯乙烯微球分散到0.01-40wt％的氧化剂水溶液中进行反应，反应温度0-60℃，反应时间6-48h。4.反应结束后，用去离子水和溶剂洗涤数遍，直到过滤的滤液为清色液体为止。5.最后将过滤得到的固体产物进行干燥，干燥的温度为30-80℃，时间为10-48h。将分离出来的聚合物进行表征，发现其为海胆状中空微球结构，径向生长的纳米纤维排布在球面上，每根纳米纤维的直径大约在20-60nm之间。步骤1中酸可以是HCl-、H3PO4、H2SO4中的任何一种，聚合物单体可以为苯胺、吡咯、噻吩中的任何一种；步骤3中所述的氧化剂可以是(NH3)2S2O8、FeCl3、H2O2中的任意一种。步骤4用到的溶剂可以是丙酮、乙醇、二氯甲烷中的任何一种。本专利技术的优点为首次将聚苯乙烯中空微球模板作为微容器和微反应器用到控制纳米结构聚合物形貌的研究中，实现了聚合物一维聚合和三维组装的同时进行，获得了海胆状中空导电聚合物微球，拓宽了制备纳米尺寸聚合物的聚合手段。该方法聚合条件易于控制，聚合影响因素少，可以获得各种细节结构不同的海胆状聚合产物，以及反应结束后模板容易去除等许多优点。具体实施例方式实施例1A.取30ml的1molL-1的盐酸，加入0.02mol苯胺单体，磁力搅拌4小时形成均匀溶液。B.取3g的聚苯乙烯微球加入到上面的溶液里，用磁力搅拌24小时；然后离心洗涤，获得内腔吸附单体的聚苯乙烯微球。C.将聚苯乙烯微球重新分散到0.5M氧化剂FeCl3溶液，反应温度25℃，反应时间24小时。D.反应结束后，用去离子水和乙醇洗涤数遍，直到过滤的滤液为清色液体为止。E.最后将过滤得到的固体产物进行干燥，干燥的温度为60℃，时间为48小时。实施例2A.取30ml的0.1molL-1的盐酸，加入0.5mol得苯胺单体，磁力搅拌2小时形成均匀溶液。B.取10g聚苯乙烯微球加入到上面的溶液里，用磁力搅拌一定的时间；然后离心，获得内腔吸附单体的聚苯乙烯微球。C.将聚苯乙烯微球重新分散到2M的氧化剂(NH3)2S2O8溶液，在室温下反应48小时。D.反应结束后，用去离子水和丙酮洗涤数遍，直到过滤的滤液为清色液体为止。E.最后将过滤得到的固体产物进行干燥，干燥的温度为80℃，时间为12小时。实施例3A.取40ml的1molL-1硫酸，加入0.2mol得吡咯单体，磁力搅拌0.5小时形成均匀溶液。B.取20g的聚苯乙烯微球加入到上面的溶液里，用磁力搅拌一定的时间；然后离心，获得内腔吸附单体的聚苯乙烯微球。C.将聚苯乙烯微球重新分散到0.5M氧化剂H2O2溶液，反应48小时，反应温度5℃。D.反应结束后，用去离子水和二氯甲烷洗涤数遍，直到过滤的滤液为清色液体为止。E.最后将过滤得到的固体产物进行干燥，干燥的温度为50℃，时间为24小时。实施例4A.取40ml的1molL-1硫酸，加入0.8mol得吡咯单体，磁力搅拌6小时形成均匀溶液。B.取2g的聚苯乙烯微球加入到上面的溶液里，用磁力搅拌一定的时间；然后离心，获得内腔吸附单体的聚苯乙烯微球。C.将聚苯乙烯微球重新分散到去离子水中，加入0.01M的氧化剂FeCl3溶液，反应温度60℃，反应时间24小时。D.反应结束后，用去离子水和乙醇冲洗数遍，直到过滤的滤液为清色液体为止。E.最后将过滤得到的固体产物进行干燥，干燥的温度为30℃，时间为48小时。实施例5A.取20ml的1molL-1磷酸，加入0.08mol得噻吩单体，磁力搅拌2小时形成均匀溶液。B.取5g聚苯乙烯微球加入到上面的溶液里，用磁力搅拌一定的时间；然后离心，获得内腔吸附单体的聚苯乙烯微球。C.将聚苯乙烯微球重新分散到2M氧化剂(NH3)2S2O8溶液，反应温度10℃，反应时间36小时。D.反应结束后，用去离子水和丙酮冲洗数遍，直到过滤的滤液为清色液体为止。E.最后将过滤得到的固体产物进行干燥，干燥的温度为50℃，时间为48小时。实施例6A.取20ml的1molL-1磷酸，加入0.1mol得噻吩单体，磁力搅拌4小时形本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种聚苯乙烯中空微球为模板制备海胆状导电聚合物中空微球的方法，其特征在于，制备步骤为：（１）取１００ｍＬ０．０１－１０．００Ｍ的酸溶液，加入０．１－２０．０ｇ的聚合物单体，磁力搅拌０．５－８ｈ时间形成均匀溶液；（２）取０．１ －３０ｇ的聚苯乙烯溶液加入到上面的溶液里，用磁力搅拌６－７２ｈ的时间；然后离心，获得内腔吸附单体的聚苯乙烯微球；（３）步骤（２）得到的聚苯乙烯微球分散到０．０１－４０ｗｔ％的氧化剂水溶液中进行反应，反应温度０－６０℃，反应时间６－４ ８ｈ；（４）反应结束后，用去离子水和溶剂洗涤，直到过滤的滤液为清色液体为止；（５）最后将过滤得到的固体产物进行干燥，干燥的温度为３０－８０℃，时间为１０－４８ｈ，得到直径为１０－６０ｎｍ导电聚合物纤维径向排列而成的海胆状中空 微球。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王戈，杨穆，姚兴雄，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。