聚苯胺
編輯聚苯乙烯 (PANI) 是半柔性棒狀聚合物家族的導電聚合物和有機半導體。 由于其導電性和機械性能,該化合物自 1980 年代以來一直受到關注。 聚軟石墨是研究最多的導電聚合物之一。
歷史發展
編輯聚苯諾于 19 世紀由 F. Ferdinand Runge (1794–1867)、Carl Fritzsche (1808–1871)、John Lightfoot (1831–1872) 和 HenryLetheby (1816–1876) 發現。 Lightfoot 研究了苯胺的氧化,苯胺在 20 年前才被分離出來。 他開發了xxx個商業上成功的染料苯胺黑路線。 直到 1862 年才出現關于聚苯胺的xxx份權威報告,其中包括用于測定少量苯胺的電化學方法。
從 20 世紀初開始,關于 PANI 結構的報道就時有發表。
聚苯胺由廉價的苯胺聚合而成,呈三種理想化氧化態之一:
- leucoemeraldine – 白色/透明 & 無色(C6H4NH)n
- 祖母綠 – 綠色代表祖母綠鹽,藍色代表祖母綠堿 ([C6H4NH]2[C6H4N]2)n
- (per)nigraniline – 藍色/紫色 (C6H4N)n
在圖中,x 等于聚合度 (DP) 的一半。 n = 1、m = 0 的 Leucoemeraldine 是完全還原狀態。 Pernigraniline 是完全氧化狀態(n = 0,m = 1),具有亞胺鏈而不是胺鏈。 研究表明,大多數形式的聚苯胺是這些組分的三種狀態或物理混合物之一。 翠綠亞胺 (n = m = 0.5) 形式的聚苯胺通常稱為翠綠亞胺堿 (EB),是中性的,如果摻雜(質子化)則稱為翠綠亞胺鹽 (ES),其中亞胺氮被酸質子化。 質子化有助于使原本被捕獲的二亞氨基醌-二氨基苯狀態離域。 翡翠亞胺堿被認為是最有用的聚苯胺形式,因為它在室溫下具有高穩定性,而且在摻雜酸后,生成的聚苯胺翡翠亞胺鹽形式具有高導電性。 無色翠綠亞胺和 pernigraniline 是不良導體,即使摻雜了酸也是如此。
與不同氧化態的聚苯胺相關的顏色變化可用于傳感器和電致變色設備。 聚硅氧傳感器通常利用不同氧化態或摻雜水平之間的電導率變化。 用酸處理祖母綠可將電導率提高多達十個數量級。 未摻雜聚苯胺的電導率為 6.28×10-9 S/m,而通過摻雜 4% HBr 可實現 4.60×10-5 S/m 的電導率。 相同的材料可以通過氧化leucoemeraldine來制備。
綜合
雖然生產聚苯胺的合成方法非常簡單,但聚合機理可能很復雜。 leucoemeraldine 的形成可以描述如下,其中 [O] 是通用氧化劑:
n C6H5NH2 + [O] → [C6H4NH]n + H2O
一種常見的氧化劑是 1 M 鹽酸中的過硫酸銨(也可以使用其他酸)。 聚合物沉淀為具有微米級顆粒的不穩定分散體。
(Per)nigraniline 是通過用過酸氧化祖母綠堿來制備的:
{[C6H4NH]2[C6H4N]2}n + RCO3H → [C6H4N]n + H2O + RCO2H
處理
聚苯胺納米結構的合成很容易。
使用表面活性劑摻雜劑,可以使聚苯胺可分散,因此可用于實際應用。 聚苯胺納米纖維的本體合成已得到廣泛研究。
提出了祖母綠堿形成的多階段模型。 在反應的xxx階段,pernigraniline PS 鹽氧化態形成。 在第二階段,隨著苯胺單體被氧化成自由基陽離子,pernigraniline 被還原成翡翠亞胺鹽。 在第三階段,這個自由基陽離子與 ES 鹽結合。
這個過程之后可以進行光散射分析,從而確定xxx摩爾質量。 根據xxx步中的一項研究,最終聚合物的 DP 達到 319,DP 達到 265。大約 19% 的最終聚合物由反應過程中形成的苯胺基陽離子組成。
根據供應商和合成路線,聚硅納米通常以長鏈聚合物聚集體、表面活性劑(或摻雜劑)穩定的納米粒子分散體或無穩定劑的納米纖維分散體的形式生產。 自 1990 年代末以來,表面活性劑或摻雜劑穩定的聚苯胺分散體已上市銷售。
潛在應用
編輯主要應用是印刷電路板制造:最終飾面,每年使用數百萬平方米,抗靜電和 ESD 涂層,以及防腐蝕。
內容由匿名用戶提供,本內容不代表www.gelinmeiz.com立場,內容投訴舉報請聯系www.gelinmeiz.com客服。如若轉載,請注明出處:http://www.gelinmeiz.com/206247/