一種導電聚苯胺的製備方法
2023-04-29 16:37:06
專利名稱:一種導電聚苯胺的製備方法
技術領域:
本發明涉及一種聚苯胺化合物的製備方法,更具體的說是涉及一種導電聚苯胺的製備方法。
背景技術:
聚苯胺具有獨特的摻雜機制、優異的物理化學性能、良好的環境穩定性和原料價廉、合成方便等優點,在能源、電磁屏蔽、隱身技術、金屬防腐、生物傳感器、光電子器件等領域有著廣泛的應用前景。聚苯胺是一種具有金屬光澤的高分子化合物,其分子鏈有很強的共軛性,是一種難溶聚合物,和一般的聚合物也不相容,聚苯胺單體的這些特性限制了聚苯胺在技術上的應用。為了改善聚苯胺的加工性,人們採用功能質子酸摻雜結構修飾技術來製備可溶性的聚苯胺複合物,如中國發明專利「可溶性導電聚苯胺的製備方法」申請號為02145294.6,所公開的一種可溶性導電聚苯胺的製備方法,將本徵態聚苯胺和大分子功能質子酸在水和助溶劑組成混合溶劑中進行熱摻雜,製得了一種具有良好的溶解性、熱穩定性和導電性的聚苯胺複合物。但由於聚苯胺本身的特性,這種聚苯胺複合物脆性很大,韌性不夠,使用溫度受局限。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種能夠提高聚苯胺的導電性、韌性以及使用溫度的導電聚苯胺的製備方法。
本發明所採用的技術方案一種導電聚苯胺的製備方法,其特徵在於下列步驟將分子式(1)的苯胺單體與乳化劑、稀土化合物和水在反應器中混合,攪拌形成乳液,在攪拌下慢速滴加氧化劑,合成反應溫度控制≤60℃,反應結束後對產物分離、洗滌、乾燥得到導電聚苯胺; 其中所述分子式(1)的苯胺單體中取代基R1選自-H、-CH3、-NO2、-F、-Cl、-OCH3、-C2H5、-Br或-I,取代基R2選自-H、-CH3、-NO2、-F、-Cl、-OCH3、-C2H5、-Br或-I,取代基R3選自-H、-CH3、-NO2、-F、-Cl、-OCH3、-C2H5、-Br或-I,取代基R4選自-H、-CH3、-NO2、-F、-Cl、-OCH3、-C2H5、-Br或-I,取代基R5選自-H、-CH3、-NO2、-F、-Cl、-OCH3、-C2H5、-Br或-I;所述乳化劑選自十二烷基苯磺酸、十二烷基硫酸、二壬基萘硫酸、硬酯酸、油酸或十二烷基苯磺酸、十二烷基硫酸、二壬基萘硫酸、硬酯酸、油酸的鈉鹽、鉀鹽中的一種或一種以上的混合物,乳化劑與苯胺單體的摩爾比為0.001∶1~3∶1;所述稀土化合物選自稀土鑭、鈰、鐠、釹、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、餌、銩、鐿、鑥、釔、鈧中的一種或一種以上的混合物或鑭、鈰、鐠、釹、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、餌、銩、鐿、鑥、釔、鈧的稀土無機化合物、稀土有機化合物、稀土配合物中的一種或一種以上的混合物,所述稀土化合物與苯胺單體的摩爾比為0.0001∶1~3∶1,所述氧化劑選自過硫酸銨、硝酸鈰銨、重鉻酸鉀、過氧化氫、高錳酸鉀、氯酸鉀、碘酸鉀、三氯化鐵、二氯化鉛、碳酸酯類過氧化物中的一種或一種以上的混合物,除硝酸鈰銨以外的所述氧化劑與苯胺單體的摩爾比為0.001∶1~3∶1,氧化劑硝酸鈰銨與苯胺單體的摩爾比為0.0001∶1~3∶1。
反應結束後對產物減壓抽濾或離心分離、洗滌、真空乾燥得到導電聚苯胺。
反應結束後對產物加破乳劑分離、洗滌、真空乾燥得到導電聚苯胺。
所述破乳劑選自小分子的醇類、酮類、醚類中的一種或一種以上的混合物。
所述鑭、鈰、鐠、釹、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、餌、銩、鐿、鑥、釔、鈧的稀土無機化合物選自鑭、鈰、鐠、釹、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、餌、銩、鐿、鑥、釔、鈧的稀土氫氧化物、稀土碳酸鹽、稀土草酸鹽、稀土硝酸鹽、稀土硫酸鹽、稀土硫酸復鹽、稀土磷酸鹽、稀土高氯酸鹽、稀土氟化物、稀土氯化物、稀土溴化物、稀土碘化物、稀土滷氧化物、稀土硼化物、稀土硫化物中的一種或一種以上的混合物。
所述鑭、鈰、鐠、釹、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、餌、銩、鐿、鑥、釔、鈧的稀土有機化合物選自鑭、鈰、鐠、釹、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、餌、銩、鐿、鑥、釔、鈧的C1-C10有機酸鹽中的一種或一種以上的混合物。
所述鑭、鈰、鐠、釹、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、餌、銩、鐿、鑥、釔、鏡的稀土配合物選自鑭、鈰、鐠、釹、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、餌、銩、鐿、鑥、釔、鈧的含稀土-O配位鍵的配合物、含稀土-N配位鍵的配合物、含稀土-F配位鍵的配合物、含稀土-Cl配位鍵的配合物、含稀土-S配位鍵的配合物、含稀土-P配位鍵的配合物、含稀土-C配位鍵的配合物中的一種或一種以上的混合物。
本發明的有益效果是本發明將稀土化合物用於製備聚苯胺中,有效提高聚苯胺的導電性、韌性以及使用溫度,擴展了聚苯胺的使用範圍。
具體實施例方式
下面通過實施例對本發明進一步詳細描述將分子式(1)的苯胺單體與乳化劑、稀土化合物和水在反應器中混合,攪拌形成乳液,在攪拌下慢速滴加氧化劑,合成反應溫度控制≤60℃,反應結束後對產物分離、洗滌、乾燥得到導電聚苯胺; 其中所述分子式(1)的苯胺單體中取代基R1選自-H、-CH3、-NO2、-F、-Cl、-OCH3、-C2H5、-Br或-I,取代基R2選自-H、-CH3、-NO2、-F、-Cl、-OCH3、-C2H5、-Br或-I,取代基R3選自-H、-CH3、-NO2、-F、-Cl、-OCH3、-C2H5、-Br或-I,取代基R4選自-H、-CH3、-NO2、-F、-Cl、-OCH3、-C2H5、-Br或-I,取代基R5選自-H、-CH3、-NO2、-F、-Cl、-OCH3、-C2H5、-Br或-I;所述乳化劑選自十二烷基苯磺酸、十二烷基硫酸、二壬基萘硫酸、硬酯酸、油酸或十二烷基苯磺酸、十二烷基硫酸、二壬基萘硫酸、硬酯酸、油酸的鈉鹽、鉀鹽中的一種或一種以上的混合物,乳化劑與苯胺單體的摩爾比為0.001∶1~3∶1;所述稀土化合物選自稀土鑭、鈰、鐠、釹、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、餌、銩、鐿、鑥、釔、鈧中的一種或一種以上的混合物或鑭、鈰、鐠、釹、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、餌、銩、鐿、鑥、釔、鈧的稀土無機化合物、稀土有機化合物、稀土配合物中的一種或一種以上的混合物,所述稀土化合物與苯胺單體的摩爾比為0.0001∶1~3∶1,所述氧化劑選自過硫酸銨、重鉻酸鉀、過氧化氫、高錳酸鉀、氯酸鉀、碘酸鉀、三氯化鐵、二氯化鉛、碳酸酯類過氧化物中的一種或一種以上的混合物或硝酸鈰銨,除硝酸鈰銨以外的所述氧化劑與苯胺單體的摩爾比為0.001∶1~3∶1,氧化劑硝酸鈰銨與苯胺單體的摩爾比為0.0001∶1~3∶1。反應結束後對產物減壓抽濾或離心分離、洗滌、真空乾燥得到導電聚苯胺。反應結束後也可以對產物加破乳劑分離、洗滌、真空乾燥得到導電聚苯胺。所述破乳劑選自小分子的醇類、酮類、醚類中的一種或一種以上的混合物,例如乙醇、丙酮、氯仿。所述鑭、鈰、鐠、釹、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、餌、銩、鐿、鑥、釔、鈧的稀土無機化合物選自鑭、鈰、鐠、釹、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、餌、銩、鐿、鑥、釔、鈧的稀土氫氧化物、稀土碳酸鹽、稀土草酸鹽、稀土硝酸鹽、稀土硫酸鹽、稀土硫酸復鹽、稀土磷酸鹽、稀土高氯酸鹽、稀土氟化物、稀土氯化物、稀土溴化物、稀土碘化物、稀土滷氧化物、稀土硼化物、稀土硫化物中的一種或一種以上的混合物。所述鑭、鈰、鐠、釹、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、餌、銩、鐿、鑥、釔、鈧的稀土有機化合物選自鑭、鈰、鐠、釹、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、餌、銩、鐿、鑥、釔、鈧的C1-C10有機酸鹽中的一種或一種以上的混合物。所述鑭、鈰、鐠、釹、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、餌、銩、鐿、鑥、釔、鈧的稀土配合物選自鑭、鈰、鐠、釹、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、餌、銩、鐿、鑥、釔、鈧的含稀土-O配位鍵的配合物、含稀土-N配位鍵的配合物、含稀土-F配位鍵的配合物、含稀土-Cl配位鍵的配合物、含稀土-S配位鍵的配合物、含稀土-P配位鍵的配合物、含稀土-C配位鍵的配合物中的一種或一種以上的混合物。
以上所述內容僅為本發明構思下的基本說明,而依據本發明的技術方案所作的任何等效變換,均應屬於本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種導電聚苯胺的製備方法,其特徵在於下列步驟將分子式(1)的苯胺單體與乳化劑、稀土化合物和水在反應器中混合,攪拌形成乳液,在攪拌下慢速滴加氧化劑,合成反應溫度控制≤60℃,反應結束後對產物分離、洗滌、乾燥得到導電聚苯胺; 其中所述分子式(1)的苯胺單體中取代基R1選自-H、-CH3、-NO2、-F、-Cl、-OCH3、-C2H5、-Br或-I,取代基R2選自-H、-CH3、-NO2、-F、-Cl、-OCH3、-C2H5、-Br或-I,取代基R3選自-H、-CH3、-NO2、-F、-Cl、-OCH3、-C2H5、-Br或-I,取代基R4選自-H、-CH3、-NO2、-F、-Cl、-OCH3、-C2H5、-Br或-I,取代基R5選自-H、-CH3、-NO2、-F、-Cl、-OCH3、-C2H5、-Br或-I;所述乳化劑選自十二烷基苯磺酸、十二烷基硫酸、二壬基萘硫酸、硬酯酸、油酸或十二烷基苯磺酸、十二烷基硫酸、二壬基萘硫酸、硬酯酸、油酸的鈉鹽、鉀鹽中的一種或一種以上的混合物,乳化劑與苯胺單體的摩爾比為0.001∶1~3∶1;所述稀土化合物選自稀土鑭、鈰、鐠、釹、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、餌、銩、鐿、鑥、釔、鈧中的一種或一種以上的混合物或鑭、鈰、鐠、釹、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、餌、銩、鐿、鑥、釔、鈧的稀土無機化合物、稀土有機化合物、稀土配合物中的一種或一種以上的混合物,所述稀土化合物與苯胺單體的摩爾比為0.0001∶1~3∶1,所述氧化劑選自過硫酸銨、硝酸鈰銨、重鉻酸鉀、過氧化氫、高錳酸鉀、氯酸鉀、碘酸鉀、三氯化鐵、二氯化鉛、碳酸酯類過氧化物中的一種或一種以上的混合物,除硝酸鈰銨以外的所述氧化劑與苯胺單體的摩爾比為0.001∶1~3∶1,氧化劑硝酸鈰銨與苯胺單體的摩爾比為0.0001∶1~3∶1。
2.根據權利要求1所述導電聚苯胺的製備方法,其特徵在於反應結束後對產物減壓抽濾或離心分離、洗滌、真空乾燥得到導電聚苯胺。
3.根據權利要求1所述導電聚苯胺的製備方法,其特徵在於反應結束後對產物加破乳劑分離、洗滌、真空乾燥得到導電聚苯胺。
4.根據權利要求3所述導電聚苯胺的製備方法,其特徵在於所述破乳劑選自小分子的醇類、酮類、醚類中的一種或一種以上的混合物。
5.根據權利要求1所述導電聚苯胺的製備方法,其特徵在於所述鑭、鈰、鐠、釹、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、餌、銩、鐿、鑥、釔、鈧的稀土無機化合物選自鑭、鈰、鐠、釹、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、餌、銩、鐿、鑥、釔、鈧的稀土氫氧化物、稀土碳酸鹽、稀土草酸鹽、稀土硝酸鹽、稀土硫酸鹽、稀土硫酸復鹽、稀土磷酸鹽、稀土高氯酸鹽、稀土氟化物、稀土氯化物、稀土溴化物、稀土碘化物、稀土滷氧化物、稀土硼化物、稀土硫化物中的一種或一種以上的混合物。
6.根據權利要求1所述導電聚苯胺的製備方法,其特徵在於所述鑭、鈰、鐠、釹、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、餌、銩、鐿、鑥、釔、鈧的稀土有機化合物選自鑭、鈰、鐠、釹、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、餌、銩、鐿、鑥、釔、鈧的C1-C10有機酸鹽中的一種或一種以上的混合物。
7.根據權利要求1所述導電聚苯胺的製備方法,其特徵在於所述鑭、鈰、鐠、釹、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、餌、銩、鐿、鑥、釔、鈧的稀土配合物選自鑭、鈰、鐠、釹、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、餌、銩、鐿、鑥、釔、鈧的含稀土-O配位鍵的配合物、含稀土-N配位鍵的配合物、含稀土-F配位鍵的配合物、含稀土-Cl配位鍵的配合物、含稀土-S配位鍵的配合物、含稀土-P配位鍵的配合物、含稀土-C配位鍵的配合物中的一種或一種以上的混合物。
全文摘要
本發明公開了一種導電聚苯胺的製備方法,包括列步驟將分子式(1)的苯胺單體與乳化劑、稀土化合物和水在反應器中混合,攪拌形成乳液,在攪拌下慢速滴加氧化劑,合成反應溫度控制在≤60℃,反應結束後對產物分離、洗滌、乾燥得到導電聚苯胺。本發明將稀土化合物用於製備聚苯胺中,有效提高聚苯胺的導電性、韌性以及使用溫度,擴展了聚苯胺的使用範圍。
文檔編號C08K3/00GK1718611SQ200510028489
公開日2006年1月11日 申請日期2005年8月4日 優先權日2005年8月4日
發明者劉小珍 申請人:上海應用技術學院