本發(fā)明屬于高分子材料領(lǐng)域，具體涉及一種?；撬岫螕诫s聚苯胺及其制備方法。
背景技術(shù)：
：聚苯胺因其良好的熱穩(wěn)定性、環(huán)境穩(wěn)定性和電化學(xué)可逆性，優(yōu)良的電磁屏蔽性能，原料易得，合成方法簡單，以及獨(dú)特的摻雜機(jī)制等特性，成為研究最熱的導(dǎo)電高分子材料之一。但是由于聚苯胺的芳香環(huán)和胺基、亞胺基之間的分子間氫鍵的影響，導(dǎo)致聚苯胺溶解性能及其加工性能較差。近年來，針對聚苯胺的這些缺陷，改性方法層出不窮，主要集中在乳液聚合、二次摻雜有機(jī)或無機(jī)質(zhì)子酸、取代衍生物、復(fù)合材料等方面。二次摻雜有機(jī)或無機(jī)質(zhì)子酸作為一種簡單且改性明顯的方法得到了較大的應(yīng)用。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：針對聚苯胺溶解性能差的不足，本發(fā)明提供一種?；撬岫螕诫s聚苯胺及其制備方法，該二次摻雜聚苯胺的溶解性能及導(dǎo)電性能優(yōu)良。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：一種?；撬岫螕诫s聚苯胺的制備方法，其包括如下步驟：S1.將苯胺與鹽酸混合并在冰浴條件下攪拌反應(yīng)，待反應(yīng)液的溫度降至5℃以下后向反應(yīng)液中滴加引發(fā)劑溶液，維持反應(yīng)溫度在5℃以下，充分反應(yīng)后抽濾，濾餅用去離子水和無水乙醇洗滌，真空干燥得鹽酸摻雜聚苯胺；S2.將S1制備的鹽酸摻雜聚胺加入氨水中，充分?jǐn)嚢枞诫s后抽濾，濾餅用乙醇和去離子水洗滌至中性，真空干燥得本征態(tài)聚苯胺；S3.將S2制備的本征態(tài)聚苯胺加入0.8-1.2mol/L的?；撬崴芤褐校菊鲬B(tài)聚苯胺與?；撬岬臑?1-2)g:(0.05-0.1)mol,攪拌4h以上進(jìn)行二次摻雜，抽濾，濾餅用乙醇和去離子水洗滌至中性，真空干燥得粉末狀牛磺酸二次摻雜聚苯胺。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以有如下進(jìn)一步的具體選擇。具體的，S1中的鹽酸的濃度為1-2mol/L,苯胺與鹽酸用量比為(0.05-0.1)mol：(50-100)mL。具體的，S1中的引發(fā)劑溶液為過硫酸銨、過硫酸鉀或過硫酸鈉的水溶液。具體的，S1中的引發(fā)劑溶液的濃度為1-2mol/L，苯胺與引發(fā)劑溶液的用量比為(0.05-0.1)mol：(25-40)mL。具體的，S2中氨水的濃度為1-2mol/L，鹽酸摻雜聚苯胺與氨水的用量比為(1-2)g:(150-200)mL。具體的，S1、S2及S3中真空干燥的溫度均為60℃、真空干燥的時間均為24h。本發(fā)明還提供一種?；撬岫螕诫s聚苯胺，其通過上述方法制備得到。本發(fā)明的有益效果是：?；撬岷胸S富的磺酸基團(tuán)和氨基基團(tuán)，以其為摻雜劑對聚苯胺進(jìn)行二次摻雜，其磺酸基團(tuán)與聚苯胺作用達(dá)到摻雜目的，其氨基提供較好的水溶性和導(dǎo)電性。本發(fā)明選用?；撬嶙鳛閾诫s劑制備了牛磺酸二次摻雜聚苯胺，經(jīng)測試表明，它具有優(yōu)異的溶解性能和導(dǎo)電性能，這些性能與本征態(tài)聚苯胺和鹽酸摻雜聚苯胺相比都有顯著的提高；本發(fā)明的制備方法都在水相中進(jìn)行，沒有添加任何有機(jī)溶劑，是一種環(huán)境友好的方法；發(fā)明使用的原料價格便宜，有助于降低生產(chǎn)成本。具體實(shí)施方式以下結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。實(shí)施例1一種?；撬岫螕诫s聚苯胺,其通過如下步驟進(jìn)行制備：S1:鹽酸摻雜聚苯胺的制備：在三口瓶中加0.05mol苯胺和100mL的2mol/L鹽酸在冰浴中攪拌10分鐘，待溫度降到5℃以下，用滴液漏斗滴加配制好的25mL的2mol/L過硫酸銨溶液，保持反應(yīng)溫度在5℃以下，反應(yīng)4h，將產(chǎn)物進(jìn)行抽濾，用去離子水和無水乙醇洗滌濾餅，60℃真空干燥24h得產(chǎn)物鹽酸摻雜聚苯胺。S2:本征態(tài)聚苯胺的制備:取1g干燥后的鹽酸摻雜聚苯胺溶于200mL濃度為1mol/L的氨水中，攪拌4h進(jìn)行去摻雜，抽濾，再用乙醇和去離子水洗滌濾餅至中性，60℃真空干燥24h得到本征態(tài)聚苯胺。S3:?；撬岫螕诫s聚苯胺的制備：取1g本征態(tài)聚苯胺溶于100mL濃度為1mol/L的牛磺酸溶液中，攪拌4h進(jìn)行二次摻雜，將得到的墨綠色聚合物過濾，用乙醇和去離子水洗滌濾餅至中性，60℃真空干燥24h，得黑色粉末狀?；撬岫螕诫s聚苯胺。實(shí)施例2一種?；撬岫螕诫s聚苯胺,其通過如下步驟進(jìn)行制備：S1:鹽酸摻雜聚苯胺的制備：在三口瓶中加0.1mol苯胺和100mL的1mol/L鹽酸在冰浴中攪拌10分鐘，待溫度降到5℃以下，用滴液漏斗滴加配制好的30mL的1.5mol/L過硫酸銨溶液，保持反應(yīng)溫度在5℃以下，反應(yīng)4h，將產(chǎn)物進(jìn)行抽濾，用去離子水和無水乙醇洗滌濾餅，60℃真空干燥24h得產(chǎn)物鹽酸摻雜聚苯胺。S2:本征態(tài)聚苯胺的制備:取1g干燥后的鹽酸摻雜聚苯胺溶于150mL濃度為1.5mol/L的氨水中，攪拌4h進(jìn)行去摻雜，抽濾，再用乙醇和去離子水洗滌濾餅至中性，60℃真空干燥24h得到本征態(tài)聚苯胺。S3:?；撬岫螕诫s聚苯胺的制備：取1g本征態(tài)聚苯胺溶于80mL濃度為0.8mol/L的牛磺酸溶液中，攪拌4h進(jìn)行二次摻雜，將得到的墨綠色聚合物過濾，用乙醇和去離子水洗滌濾餅至中性，60℃真空干燥24h，得黑色粉末狀?；撬岫螕诫s聚苯胺。實(shí)施例3一種牛磺酸二次摻雜聚苯胺,其通過如下步驟進(jìn)行制備：S1:鹽酸摻雜聚苯胺的制備：在三口瓶中加0.1mol苯胺和50mL的2mol/L鹽酸在冰浴中攪拌10分鐘，待溫度降到5℃以下，用滴液漏斗滴加配制好的40mL的1mol/L過硫酸銨溶液，保持反應(yīng)溫度在5℃以下，反應(yīng)4h，將產(chǎn)物進(jìn)行抽濾，用去離子水和無水乙醇洗滌濾餅，60℃真空干燥24h得產(chǎn)物鹽酸摻雜聚苯胺。S2:本征態(tài)聚苯胺的制備:取2g干燥后的鹽酸摻雜聚苯胺溶于200mL濃度為2mol/L的氨水中，攪拌4h進(jìn)行去摻雜，抽濾，再用乙醇和去離子水洗滌濾餅至中性，60℃真空干燥24h得到本征態(tài)聚苯胺。S3:牛磺酸二次摻雜聚苯胺的制備：取2g本征態(tài)聚苯胺溶于80mL濃度為1.2mol/L的牛磺酸溶液中，攪拌4h進(jìn)行二次摻雜，將得到的墨綠色聚合物過濾，用乙醇和去離子水洗滌濾餅至中性，60℃真空干燥24h，得黑色粉末狀?；撬岫螕诫s聚苯胺。實(shí)施例4一種?；撬岫螕诫s聚苯胺,其通過如下步驟進(jìn)行制備：S1:鹽酸摻雜聚苯胺的制備：在三口瓶中加0.1mol苯胺和50mL的1.5mol/L鹽酸在冰浴中攪拌10分鐘，待溫度降到5℃以下，用滴液漏斗滴加配制好的35mL的1.5mol/L過硫酸鉀溶液，保持反應(yīng)溫度在5℃以下，反應(yīng)4h，將產(chǎn)物進(jìn)行抽濾，用去離子水和無水乙醇洗滌濾餅，60℃真空干燥24h得產(chǎn)物鹽酸摻雜聚苯胺。S2:本征態(tài)聚苯胺的制備:取1.5g干燥后的鹽酸摻雜聚苯胺溶于180mL濃度為1.5mol/L的氨水中，攪拌4h進(jìn)行去摻雜，抽濾，再用乙醇和去離子水洗滌濾餅至中性，60℃真空干燥24h得到本征態(tài)聚苯胺。S3:?；撬岫螕诫s聚苯胺的制備：取1.5g本征態(tài)聚苯胺溶于100mL濃度為1mol/L的?；撬崛芤褐?，攪拌4h進(jìn)行二次摻雜，將得到的墨綠色聚合物過濾，用乙醇和去離子水洗滌濾餅至中性，60℃真空干燥24h，得黑色粉末狀?；撬岫螕诫s聚苯胺。實(shí)施例5一種?；撬岫螕诫s聚苯胺,其通過如下步驟進(jìn)行制備：S1:鹽酸摻雜聚苯胺的制備：在三口瓶中加0.75mol苯胺和90mL的1mol/L鹽酸在冰浴中攪拌10分鐘，待溫度降到5℃以下，用滴液漏斗滴加配制好的25mL的2mol/L過硫酸鈉溶液，保持反應(yīng)溫度在5℃以下，反應(yīng)4h，將產(chǎn)物進(jìn)行抽濾，用去離子水和無水乙醇洗滌濾餅，60℃真空干燥24h得產(chǎn)物鹽酸摻雜聚苯胺。S2:本征態(tài)聚苯胺的制備:取2g干燥后的鹽酸摻雜聚苯胺溶于100mL濃度為2mol/L的氨水中，攪拌4h進(jìn)行去摻雜，抽濾，再用乙醇和去離子水洗滌濾餅至中性，60℃真空干燥24h得到本征態(tài)聚苯胺。S3:?；撬岫螕诫s聚苯胺的制備：取1.5g本征態(tài)聚苯胺溶于100mL濃度為0.8mol/L的牛磺酸溶液中，攪拌4h進(jìn)行二次摻雜，將得到的墨綠色聚合物過濾，用乙醇和去離子水洗滌濾餅至中性，60℃真空干燥24h，得黑色粉末狀?；撬岫螕诫s聚苯胺。對實(shí)施例1至5得到的?；撬岫螕诫s聚苯胺的水溶性能進(jìn)行測試，同時測試相應(yīng)實(shí)施例中得到的鹽酸摻雜聚苯胺及本征態(tài)聚苯胺的水溶性，測試方法為將待測聚合物10mg加入1mL水中，超聲30min,然后靜置24h，觀察它的狀態(tài)，測試結(jié)果如下表所示，其中++代表完全溶解、+代表部分溶解，-代表不溶解。實(shí)施例1實(shí)施例2實(shí)施例3實(shí)施例4實(shí)施例5鹽酸摻雜聚苯胺++++-本征態(tài)聚苯胺-----?；撬岫螕诫s聚苯胺++++++++從上表的測試結(jié)果可知，本發(fā)明制備的?；撬岫螕诫s聚苯胺能夠完全溶于水，其溶解性能較好，明顯優(yōu)于鹽酸摻雜聚苯胺和本征態(tài)聚苯胺。對實(shí)施例1至5得到的?；撬岫螕诫s聚苯胺的電導(dǎo)率行測試以反映其導(dǎo)電性能，同時測試相應(yīng)實(shí)施例中得到的鹽酸摻雜聚苯胺及本征態(tài)聚苯胺的電導(dǎo)率，測試結(jié)果如下表所示：電導(dǎo)率(S/cm)實(shí)施例1實(shí)施例2實(shí)施例3實(shí)施例4實(shí)施例5鹽酸摻雜聚苯胺109.49.29.68.8本征態(tài)聚苯胺5.34.84.94.84.3?；撬岫螕诫s聚苯胺32.331.231.931.831由上表中的數(shù)據(jù)可知，本發(fā)明制備的?；撬岫螕诫s聚苯胺的導(dǎo)電性能較好，其電導(dǎo)率明顯高于鹽酸摻雜取苯胺和本征態(tài)聚苯胺。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3