[發(fā)明專利]超聲波下乳液聚合法制備導(dǎo)電聚苯胺的方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810011372.9
• 申請(qǐng)日: 2008-05-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101280058A
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張罡;王一凡;佟昕;孔文;姚俊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 沈陽(yáng)理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C08G73/02
• 分類號(hào): C08G73/02
• 代理公司: 沈陽(yáng)利泰專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 李樞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種導(dǎo)電聚苯胺的制備方法。

背景技術(shù)

實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)電聚苯胺的結(jié)構(gòu)和物理化學(xué)性質(zhì)強(qiáng)烈地依賴于合成方法和反應(yīng)條件。目前，導(dǎo)電聚苯胺的大量制備主要靠化學(xué)氧化法，并通常采用單體的乳液聚合。存在乳化效果不佳，產(chǎn)物顆粒較大，電導(dǎo)率較低的缺點(diǎn)。為提高產(chǎn)物電導(dǎo)率，可以采用微乳液聚合法合成，但乳液配比難于控制，前處理耗時(shí)較大，而且需要大量的乳化劑，反應(yīng)后難以去除，增加了后處理工序的困難。為了更便捷地得到電性能更好的導(dǎo)電聚苯胺，必須在乳液聚合的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)新的合成工藝方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有乳液聚合法制備導(dǎo)電聚苯胺存在的問(wèn)題，提供一種超聲波下乳液聚合法制備導(dǎo)電聚苯胺的方法。

采用的技術(shù)方案是：

超聲波下乳液聚合法制備導(dǎo)電聚苯胺的方法，包括下述工藝步驟：

1、分散乳化

將0.02M的苯胺單體水溶液與十二烷基苯磺酸水溶液混合，十二烷基苯磺酸溶液濃度為苯胺單體溶液濃度的0.5～5，體積比為0.5～5。將兩者于三口燒瓶中低速攪拌混合5～10min。將混合體系置于超聲場(chǎng)下，在攪拌的同時(shí)用超聲振蕩處理0.2～8h。

2、引發(fā)聚合

在超聲環(huán)境中加入冰水浴，待反應(yīng)體系溫度降至0℃左右，在10～90min內(nèi)滴加含0.1～0.5M的過(guò)硫酸銨水溶液，所用體積為乳液體系體積的0.2～1。反應(yīng)20～120min后停止超聲，保持冰水浴，繼續(xù)反應(yīng)4-10h。

3、終止反應(yīng)

向反應(yīng)體系中加入10～50mL分析純丙酮，稍加攪拌，使體系破乳。將整個(gè)體系在分液漏斗中靜置12～24h，使導(dǎo)電聚苯胺顆粒充分團(tuán)聚沉降。

4、后期處理

將沉降的導(dǎo)電聚苯胺經(jīng)0.22μm濾膜抽濾，并用占反應(yīng)體系體積1～5倍的蒸餾水分兩次沖洗。將得到的濾層自然干燥，以10～100mL分析純丙酮浸泡12～48h。再在40～80℃下烘干，研磨粉碎，過(guò)篩。

超聲能夠有效地分散乳膠粒，促進(jìn)反應(yīng)體系形成穩(wěn)定乳液。本發(fā)明在傳統(tǒng)苯胺乳液聚合過(guò)程中加入超聲場(chǎng)，使整個(gè)體系受到超聲波的振蕩效應(yīng)影響，得到電導(dǎo)率更高的導(dǎo)電聚苯胺。

本發(fā)明用在合成導(dǎo)電聚苯胺中的有益效果是，在乳液形成階段利用超聲提高乳化效果，降低乳化劑的用量。在聚合反應(yīng)開(kāi)始階段利用超聲產(chǎn)生大量聚合反應(yīng)活化中心，加速引發(fā)聚合，促進(jìn)導(dǎo)電聚苯胺顆粒的細(xì)化，進(jìn)而提高產(chǎn)物電導(dǎo)率。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例一

超聲波下乳液聚合法制備導(dǎo)電聚苯胺的方法，包括下述工藝步驟：

1、分散乳化

將0.02M的苯胺單體(aniline，An)水溶液與十二烷基苯磺酸(dodecylbenzene?sulfonic?acid，DBSA)水溶液混合，DBSA溶液濃度為An溶液濃度的1，體積比為2。將兩者于三口燒瓶中低速攪拌混合6min。將混合體系置于超聲場(chǎng)下，在攪拌的同時(shí)用超聲振蕩處理2h。

2、引發(fā)聚合

在超聲環(huán)境中加入冰水浴，待反應(yīng)體系溫度降至0℃左右，在10～90min內(nèi)滴加含0.1～0.5M的過(guò)硫酸銨(ammonium?persulfate，APS)水溶液，所用體積為乳液體系體積的0.4。反應(yīng)40min后停止超聲，保持冰水浴，繼續(xù)反應(yīng)15h。

3、終止反應(yīng)

向反應(yīng)體系中加入20mL分析純丙酮，稍加攪拌，使體系破乳。將整個(gè)體系在分液漏斗中靜置16h，使導(dǎo)電聚苯胺顆粒充分團(tuán)聚沉降。

4、后期處理

將沉降的導(dǎo)電聚苯胺經(jīng)0.22μm濾膜抽濾，并用占反應(yīng)體系體積2倍的蒸餾水分兩次沖洗。將得到的濾層自然干燥，以40mL分析純丙酮浸泡20h。再在50℃下烘干，研磨粉碎，過(guò)篩。

實(shí)施例二

超聲波下乳液聚合法制備導(dǎo)電聚苯胺的方法，包括下述工藝步驟：

1、分散乳化

將0.02M的苯胺單體(aniline，An)水溶液與十二烷基苯磺酸(dodecylbenzene?sulfonic?acid，DBSA)水溶液混合，DBSA溶液濃度為An溶液濃度的2，體積比為3。將兩者于三口燒瓶中低速攪拌混合7min。將混合體系置于超聲場(chǎng)下，在攪拌的同時(shí)用超聲振蕩處理4h。

2、引發(fā)聚合