1。5。2 化学氧化聚合[12]
相比较于电化学聚合,化学氧化聚合方法合成聚苯胺则是利用不同的反应机 理。所谓的氧化聚合是利用在酸性溶液体系下,苯胺单体及其衍生物与氧化试剂 发生了氧化还原过程,从而制备了聚苯胺。这种制备方法有独特的优势即过程简 单,而且可以进行大量的制备适合于当前的工业化生产。如今,经常使用的氧化 试剂包括过硫酸铵、三氯化铁、过氧化氢以及重铬酸钾等等。在此中间,由于过 硫酸铵的氧化电位相比于其它较高,可以得到较高的产率,而且具有后期处理简 单的优点,所以现在普遍的使用,是目前在生产生活实验中所使用到的最常见的 氧化剂。[13]在苯胺单体与氧化剂的配比时,这是非常关键的因素,如果氧化试剂 的浓度过大,则把苯胺完全氧化成聚苯胺的氧化态,这种状态具有很差的导电性。 如果氧化试剂的用量过小,苯胺单体就会氧化成分子量较小的聚苯胺,同时也会 降低导电率。[14]为了控制聚苯胺的合成形貌与其电导性电导率等等的问题,氧化剂共混物的出现打破了常规并逐渐进入到了研究者的法眼之中,然后,相关的应 用也是随之而生。在聚苯胺的合成过程中,质子酸的影响不仅表现在掺杂过程还 出现在对反应条件的控制。当 pH > 4 时,得到的产物为绝缘体;当 2 < pH < 4 时, 得到的产物则是为半导体;当 pH < 2 时,得到的聚苯胺呈现出一定的金属特性。 我们常把质子酸分成有机和无机两大类别。无机酸则包括盐酸、硫酸等,有机酸 则是磺基水杨酸、乙酸、樟脑磺酸、十二烷基苯磺酸等。[15,16]还有一个不可忽略 的因素影响着反应的进行:反应温度。这影响主要表现在了反应的反应速度之上, 而反应速度则与聚苯胺的结构与性质有很大的关系。若温度过高,聚苯胺合成出 来时的分子量会较小,同时副产物也容易伴随产生,三个字总结-产率低;若温度 要是过低,聚苯胺合成出来的时候分子量会过高。通常,在低温(0 ºC)下做出如 上的反应较为合适。
1。5。3 乳液聚合文献综述
除了上述两种方法之外,现在还有乳液聚合的方法,这主要是指苯胺及其衍 生物在加入一定的引发剂的条件下发生聚合反应。再次过程中,苯胺在油相中聚 合成聚苯胺。这种乳液聚合的方法有自身的优势包括无污染而且陈本较低,所制 备的聚苯胺分子量较大而且溶解性更好,如果表面活性剂分子是有机酸时,就可 以对聚苯胺进行直接的掺杂。除此之外,这种方法最可用的方面是所得的聚苯胺 乳液可以直接利用不用在添加其它溶剂,减少实验成本。Kim 等人[17]采用了十二 烷基硫酸钠(SDS)作为聚苯胺合成时候的表面活性剂,然后调节表面活性剂与单体 之间的比例,再经过相关的准备之后,聚苯胺的分散乳液被成功的合成出来 大概 粒直径为 10 至 20 nm。Hall 等人[18]采用了不同的表面活性剂,他们加入的是十二烷基苯磺酸(DBSA),然后在做了充分的准备之后合成出了尺寸在 20 - 30 nm 的 聚苯胺,其结构为层状特殊结构。
1。5。4 微乳液聚合
相比于上述的乳液聚合,微乳液聚合则是在苯胺单体、表面活性剂以及助剂 的水溶液体系下,合成聚苯胺,这种方法相比于常规方法,所得到的粒径分布要窄的多,但是制备出的分子相比其它方法要大的多(106 以上)。除此之外,和较 为常规的乳液聚合相对比,微乳液聚合该方法的反应时间短暂、产量高、性能优 异,且能够较为容易的得到纳米尺寸的聚苯胺颗粒,溶解性更佳。Gospodlnova 等 人[19]率先发现了这一点,他们利用此方法成功地合成出来了聚苯胺微粒,且粒径 小至 5 nm。近年来,一种新的合成聚苯胺纳米微粒的方法逐渐出现于人们的视野 之中,这种方法叫做反相微乳液法(W/O)[20,21]。这种方法可以制得与相关记载合成 出的聚苯胺粒径更小的聚苯胺微粒(< 10 nm),并且粒径的分布不分散,更加均匀。 这主要是因为与微乳液法相比,该方法的水核中溶解的苯胺单体要比常规微乳液 油核中的苯胺单体要更加的少。 苯胺四聚物用于锌-聚合物二次电池阴极材料的研究(4):http://www.youerw.com/huaxue/lunwen_203420.html