[發明專利]一種高阻隔性的聚苯胺復合膜及其制備方法和用途

無效

• 申請號: 200610081050.2
• 申請日: 2006-05-23
• 公開（公告）號: CN101077913A
• 公開（公告）日: 2007-11-28
• 發明（設計）人: 朱英;萬梅香;江雷
• 申請（專利權）人: 中國科學院化學研究所
• 主分類號: C08J5/18
• 分類號: C08J5/18;C08L79/02;C08L27/16
• 代理公司: 北京泛華偉業知識產權代理有限公司
• 代理人: 高存秀

技術領域

本發明涉及功能材料領域，具體的說是涉及一種具有高阻隔性的防水、防腐、高強度的聚苯胺復合膜，以及利用靜電噴涂，并結合紫外光誘導質子摻雜可規模化制備導電聚苯胺復合膜的方法及其用途。

背景技術

導電聚苯胺作為一種新型功能高分子材料，因其原料易得、價格低廉、制備簡單、同時具有優異的化學、光學和電學性能，可廣泛應用于化學電源、電磁屏蔽、抗靜電、電致變色、微制動器、信息處理與存儲等方面，被認為是最具實際應用價值的導電聚合物。然而由于聚苯胺材料的剛性大、難溶、難熔與機械性能差等缺點，限制了其在技術上的廣泛應用。為了提高導電聚苯胺的可溶性和可加工性，通常是將導電聚苯胺與其它高分子聚合物進行共混改性。

例如，本申請的發明人在申請號為200510053594.3的中國專利申請中，將摻雜有機磺酸的聚苯胺與聚苯乙烯混合溶液，采用靜電防絲技術得到了一種導電聚苯胺復合膜，它具有超疏水、超疏酸和堿的性能，但是這種復合膜的強度并不高，會對其正常地使用造成影響。

此外，導電聚苯胺的導電性容易受到環境污染物和濕度的影響，而現有的改性方法得到的聚苯胺膜對氣體不具有阻隔性，所以在實際應用過程中不能有效的防止酸性、堿性氣氛對聚苯胺的導電性的影響，影響了它的廣泛使用。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術在改性聚苯胺的強度不夠高，且使用環境會影響其導電性能的缺陷，從而提供一種可在任何材料、任何形狀的基底上具有高阻隔性的防水、防腐蝕、高附著力和高強度的導電聚苯胺復合膜。

本發明的另一目的在于提供一種利用電噴技術、結合紫外光誘導質子摻雜的可規模化制備上述導電聚苯胺復合膜的方法。

本發明的再一目的在于提供上述的導電聚苯胺復合膜的用途。

本發明的目的是通過如下的技術方案實現的：

本發明提供的高阻隔性的導電聚苯胺復合膜，其為具有直徑為100～1000納米的聚苯胺和聚偏二氯乙烯共聚物的微球組成的膜，該復合膜是由下述方法得到的：

1)將3g本征態的聚苯胺溶于100g溶劑中，將混合物攪拌12h，濾去不溶物，得到本征態聚苯胺溶液；

所述的溶劑為三氯甲烷、N，N-二甲基甲酰胺或N-甲基吡咯烷酮；

2)將1～3g聚偏二氯乙烯共聚物溶于10g溶劑中，得到該共聚物溶液；

所述的聚偏二氯乙烯共聚物為偏二氯乙烯與丙烯腈、丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯或醋酸乙烯的共聚物；

所述的溶劑為三氯甲烷、N，N-二甲基甲酰胺或N-甲基吡咯烷酮；

3)將5～10g步驟1)得到的本征態聚苯胺溶液加入到步驟2)得到的聚偏二氯乙烯的共聚物溶液中，混和均勻，得到均勻的本征態聚苯胺混合溶液；

4)將步驟3)制得的本征態聚苯胺混合溶液裝入現有的電噴裝置的給液裝置中，工作距離(針尖到接收裝置之間的距離)為8～16cm；開啟高壓電源，調節電噴電壓至10～20kV，導電聚苯胺混合液從噴射裝置噴出，伴隨溶劑揮發，在接收裝置上得到固化的本征態聚苯胺復合膜；

所述現有的電噴裝置包括高壓直流電源、給液裝置、噴射裝置和接收裝置四部分；所使用的高壓直流電源的輸出電壓為0～30Kv，給液裝置是通過重力給料，噴射裝置采用單噴射頭噴射，接收裝置為以形狀各異的導電金屬或導電玻璃作為導電收集器，或是在上述導電收集器上加載一不導電的接收裝置；

所述的不導電的接收裝置是紙、布、玻璃、塑料；

5)將步驟4)得到的本征態聚苯胺復合膜，在45W紫外燈下照射1～30分鐘，即可得到本發明的高阻隔性的防水、防腐、耐磨的導電聚苯胺復合膜。

本發明提供一種上述高阻隔性的導電聚苯胺復合膜的制備方法，其利用了電噴和紫外光誘導摻雜技術，具體包括如下步驟：

1)將3g本征態的聚苯胺溶于100g溶劑中，將混合物攪拌12h，濾去不溶物，得到本征態聚苯胺溶液；

所述的溶劑為三氯甲烷、N，N-二甲基甲酰胺或N-甲基吡咯烷酮；

2)將1～3g聚偏二氯乙烯共聚物溶于10g溶劑中，得到該共聚物溶液；

所述的聚偏二氯乙烯共聚物為偏二氯乙烯與丙烯腈、丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯或醋酸乙烯的共聚物；

所述的溶劑為三氯甲烷、N，N-二甲基甲酰胺或N-甲基吡咯烷酮；

3)將5～10g步驟1)得到的本征態聚苯胺溶液加入到步驟2)得到的聚偏二氯乙烯的共聚物溶液中，混和均勻，得到均勻的本征態聚苯胺混合溶液；