一種鐵摻雜磁導電聚苯胺的製備方法與流程

2023-05-24 03:37:46 1

本發明屬於材料領域，具體涉及一種鐵摻雜磁導電聚苯胺的製備方法。

背景技術：

聚苯胺，高分子化合物的一種，具有特殊的電學、光學性質，經摻雜後可具有導電性。在電子工業、信息工程、國防工程等的開發和發展方面都具有多種用途。聚苯胺經一定處理後，可製得各種具有特殊功能的設備和材料，如可作為生物或化學傳感器的尿素酶傳感器、電子場發射源、較傳統鋰電極材料在充放電過程中具有更優異的可逆性的電極材料、選擇性膜材料、防靜電和電磁屏蔽材料、導電酸、防腐材料等等；然而聚苯胺由於其加工性能差、穩定性差等問題，限制了其使用範圍；

磁性材料已經廣泛的用在我們的生活之中，例如將永磁材料用作馬達，應用於變壓器中的鐵心材料，作為存儲器使用的磁光碟，計算機用磁記錄軟盤等。可以說，磁性材料與信息化、自動化、機電一體化、國防、國民經濟的方方面面緊密相關。而通常認為，磁性材料是指由過渡元素鐵、鈷、鎳及其合金等能夠直接或間接產生磁性的物質；

本發明的目的就是提供一種全新的複合材料，使得其不僅具有較高的導電性、貯存穩定性，還具有一定的磁性。

技術實現要素：

本發明的目的在於針對現有技術的缺陷和不足，提供一種鐵摻雜磁導電聚苯胺的製備方法。

為實現上述目的，本發明採用以下技術方案：

一種鐵摻雜磁導電聚苯胺的製備方法，包括以下步驟：

(1)取0.8-3重量份的異氰尿酸三縮水甘油酯，加入到其重量15-20倍的去離子水中，攪拌均勻，加入3-5重量份的丙烯醇，在50-60℃下保溫攪拌10-20分鐘，加入1-2重量份的羥基錫酸鋅，攪拌至常溫，得醇酯分散液；

(2)取0.7-1重量份的硼氫化鈉，加入到其重量6-10倍的去離子水中，攪拌均勻；

(3)取10-14重量份的三氯化鐵，加入到其重量10-20倍的去離子水中，攪拌均勻，加入5-7重量份的聚乙二醇，升高溫度為60-70℃，與上述醇酯分散液混合，攪拌均勻，升高溫度為80-85℃，滴加上述硼氫化鈉水溶液，滴加完畢後保溫攪拌1-2小時，得鐵摻雜醇酯溶液；

(4)取3-4重量份的聚醯胺蠟微粉，加入到其重量5-7倍的二甲基甲醯胺中，送入到110-120℃的油浴中，保溫攪拌20-30分鐘，出料，與10-13重量份的十二烷基硫醇混合，攪拌至常溫，得聚醯胺醇分散液；

(5)取上述鐵摻雜醇酯溶液、聚醯胺醇分散液混合，升高溫度為47-50℃，超聲10-20分鐘，脫水，得鐵摻雜醇酯醯胺分散液；

(6)取130-150重量份的苯胺，加入到上述鐵摻雜醇酯醯胺分散液中，攪拌均勻，送入到反應釜中，通入氮氣，升高溫度為70-75℃，加入2-3重量份的過硫酸銨，保溫攪拌1-2小時，出料冷卻，脫水，真空80-85℃下乾燥1-2小時，冷卻至常溫，即得所述鐵摻雜磁導電聚苯胺。

本發明的優點：

本發明首先將三氯化鐵分散到醇酯分散液中，以硼氫化鈉為還原劑，得鐵摻雜醇酯溶液，然後將聚醯胺蠟微粉通過二甲基甲醯胺分散，與鐵摻雜醇酯溶液混合，得到鐵摻雜醇酯醯胺分散液，然後以此為溶液，將苯胺單體聚合，得到鐵摻雜磁導電聚苯胺；

本發明將鐵與苯胺單體有效的結合，再聚合，將鐵有效的分散到聚合物基體中，有效的降低了團聚，提高了成品的穩定性強度，且有效的提高了成品材料的導電性，本發明通過鐵的摻雜，賦予了成品聚苯胺磁性，拓寬了其應用領域。

具體實施方式

實施例1

一種鐵摻雜磁導電聚苯胺的製備方法，包括以下步驟：

(1)取3重量份的異氰尿酸三縮水甘油酯，加入到其重量20倍的去離子水中，攪拌均勻，加入5重量份的丙烯醇，在60℃下保溫攪拌20分鐘，加入2重量份的羥基錫酸鋅，攪拌至常溫，得醇酯分散液；

(2)取1重量份的硼氫化鈉，加入到其重量10倍的去離子水中，攪拌均勻；

(3)取14重量份的三氯化鐵，加入到其重量20倍的去離子水中，攪拌均勻，加入7重量份的聚乙二醇，升高溫度為70℃，與上述醇酯分散液混合，攪拌均勻，升高溫度為85℃，滴加上述硼氫化鈉水溶液，滴加完畢後保溫攪拌2小時，得鐵摻雜醇酯溶液；

(4)取4重量份的聚醯胺蠟微粉，加入到其重量7倍的二甲基甲醯胺中，送入到120℃的油浴中，保溫攪拌30分鐘，出料，與13重量份的十二烷基硫醇混合，攪拌至常溫，得聚醯胺醇分散液；

(5)取上述鐵摻雜醇酯溶液、聚醯胺醇分散液混合，升高溫度為50℃，超聲20分鐘，脫水，得鐵摻雜醇酯醯胺分散液；

(6)取150重量份的苯胺，加入到上述鐵摻雜醇酯醯胺分散液中，攪拌均勻，送入到反應釜中，通入氮氣，升高溫度為75℃，加入3重量份的過硫酸銨，保溫攪拌2小時，出料冷卻，脫水，真空85℃下乾燥2小時，冷卻至常溫，即得所述鐵摻雜磁導電聚苯胺。

實施例2

(1)取0.8重量份的異氰尿酸三縮水甘油酯，加入到其重量15倍的去離子水中，攪拌均勻，加入3重量份的丙烯醇，在50℃下保溫攪拌10分鐘，加入1重量份的羥基錫酸鋅，攪拌至常溫，得醇酯分散液；

(2)取0.7重量份的硼氫化鈉，加入到其重量6倍的去離子水中，攪拌均勻；

(3)取10重量份的三氯化鐵，加入到其重量10倍的去離子水中，攪拌均勻，加入5重量份的聚乙二醇，升高溫度為60℃，與上述醇酯分散液混合，攪拌均勻，升高溫度為80℃，滴加上述硼氫化鈉水溶液，滴加完畢後保溫攪拌1小時，得鐵摻雜醇酯溶液；

(4)取3重量份的聚醯胺蠟微粉，加入到其重量5倍的二甲基甲醯胺中，送入到110℃的油浴中，保溫攪拌20分鐘，出料，與10重量份的十二烷基硫醇混合，攪拌至常溫，得聚醯胺醇分散液；

(5)取上述鐵摻雜醇酯溶液、聚醯胺醇分散液混合，升高溫度為47℃，超聲10分鐘，脫水，得鐵摻雜醇酯醯胺分散液；

(6)取130重量份的苯胺，加入到上述鐵摻雜醇酯醯胺分散液中，攪拌均勻，送入到反應釜中，通入氮氣，升高溫度為70℃，加入2重量份的過硫酸銨，保溫攪拌1小時，出料冷卻，脫水，真空80℃下乾燥1小時，冷卻至常溫，即得所述鐵摻雜磁導電聚苯胺。

性能測試：

傳統聚苯胺的電導率為2.2-2.5s/cm、本發明導電聚苯胺材料的電導率為11-14s/cm；

傳統聚苯胺的斷裂伸長率為20-35％，本發明導電聚苯胺材料的斷裂伸長率為100-110％；

可以看出，本發明材料的電導率、斷裂伸長率具有明顯的提高。