[發明專利]一種螺旋結構聚苯胺的制備方法及螺旋結構聚苯胺和用途

無效

• 申請號: 201210592850.6
• 申請日: 2012-12-31
• 公開（公告）號: CN103910880A
• 公開（公告）日: 2014-07-09
• 發明（設計）人: 嚴峻;李晨;周樹云;劉通;陳萍;苑建濤;胡秀杰;肖時卓;孫承華
• 申請（專利權）人: 重慶金固特化工新材料技術有限公司
• 主分類號: C08G73/02
• 分類號: C08G73/02;C08K5/05;C08L79/02
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 李柏

技術領域

本發明屬于導電聚合物材料領域，特別涉及一種螺旋結構聚苯胺的制備方法及由該方法得到的螺旋結構聚苯胺和用途。

背景技術

螺旋結構作為分子的二級構象，在生物高分子中普遍存在，如蛋白質，核酸等。螺旋結構的聚合物因其具有手性這一特殊的結構在許多領域都有廣泛的應用，如納米級螺旋結構聚苯胺由于其獨特的手性結構和特殊的光學和電學特性，在化學和生物傳感器、手性識別和分離、表面修飾電極、電致變色材料及吸波材料等方面備受國內外科學家的廣泛關注。

在螺旋結構聚苯胺的研究領域中，人們通常使用化學聚合法和電化學聚合法，具體表現為將苯胺單體和手性物質同時溶解在有機溶劑中使得苯胺單體在手性物質的影響下聚合為手性的聚合物，或者將聚苯胺直接與手性物質共溶在有機溶劑中，使得聚苯胺分子鏈在手性物質的作用下生成螺旋結構。Li等（JACS,2003,126,2278~2279）在手性樟腦磺酸存在的條件下，以苯胺齊聚物作為反應體系的促進劑，制備出具有手性螺旋結構聚苯胺納米纖維。Wan等（Thin?Solid?Films,2005,447,24~31）在D-或L-樟腦磺酸的體系中，通過自組裝合成了螺旋結構聚苯胺納米管。Yan等（Advanced?Materials,2007,19,3353~3357）采用與Wan相同的方法，通過改變合成過程中手性樟腦磺酸與苯胺單體的比例，制備出具有螺旋結構聚苯胺納米纖維。Weng等（Elereochimica?Acta,2010,55,2727~2733）使用手性樟腦磺酸作為摻雜劑，通過直接電化學聚合的方法制備出了螺旋結構聚苯胺納米纖維。

目前，在反應體系中不添加手性摻雜劑、手性模板或手性誘導劑等手性物質制備螺旋結構聚苯胺的方法仍舊沒有報導，而本發明是在無手性物質的反應體系中通過控制反應條件制備出囊泡結構，以囊泡作為軟模板制備螺旋結構聚苯胺，方法簡便可行；而且該螺旋結構聚苯胺具有優良的電磁性能，可用于制備抗靜電材料、吸波材料和電極材料使用。

發明內容

本發明的目的之一是提供一種利用囊泡軟模板制備螺旋結構聚苯胺的方法。

本發明的目的之二是提供由目的一得到的螺旋結構聚苯胺。

本發明的目的之三是提供由目的二得到的螺旋結構聚苯胺的用途。

本發明的螺旋結構聚苯胺是由囊泡為軟模板的反應體系制備得到的，不需要加入傳統的手性摻雜劑、手性模板或手性誘導劑等手性物質，其制備方法包括以下步驟：

a）配制表面活性劑乳液：將表面活性劑溶于去離子水中，充分攪拌（一般攪拌的時間為0.5~2小時）得到摩爾濃度為0.4~0.75mol/L（優選為0.5~0.6mol/L）的表面活性劑乳液；

所述的表面活性劑選自烷基苯磺酸、烷基苯磺酸鹽、烷基磺酸、烷基磺酸鹽、烷基硫酸、烷基硫酸鹽中的一種或幾種；其中，所述的烷基的碳原子的數目為6~18；

b）配制苯胺溶液：將苯胺溶于有機溶劑中，充分攪拌得到摩爾濃度為0.8~10mol/L（優選為1.5~7.5mol/L）的苯胺溶液；

所述的有機溶劑選自苯、甲苯、乙苯、丙苯、二甲苯、二乙苯、均三甲苯、氯苯、溴苯、二氯苯、二溴苯、硝基苯、二硝基苯中的一種或幾種；

c）在持續攪拌下，將步驟b）得到的苯胺溶液加入到步驟a）得到的表面活性劑乳液中，然后再加入短鏈脂肪醇得到反應體系，其中：在每升反應體系中，表面活性劑與苯胺的摩爾比為1:0.5~1:5（優選為1:0.5~1:2），短鏈脂肪醇的摩爾濃度為0.4~1.2mol/L（優選為0.6~1mol/L）；持續攪拌（一般攪拌的時間為0.5~2小時），即得到含有囊泡軟模板的反應體系；

所得囊泡軟模板中的囊泡是由表面活性劑、水相和有機相共同組成的一種有序結構，其形貌如圖2所示。所述的囊泡軟模板是由一層套一層的層數為1~10層的囊泡構成；所述的囊泡軟模板的尺寸大小為100~300nm。

d）配制氧化劑溶液：將氧化劑溶于去離子水中，得到摩爾濃度為0.2~3mol/L（優選為0.5~1.5mol/L）的氧化劑溶液；

e）在持續攪拌下，將步驟d）得到的氧化劑溶液加入到步驟c）得到的含有囊泡軟模板的反應體系中，其中氧化劑與步驟b）中的苯胺的摩爾比為1:0.5~1:5（優選為1:0.5~1:2）；繼續攪拌（一般攪拌的時間為0.2~24小時），得到含有螺旋結構聚苯胺的墨綠色混合液（含有螺旋結構聚苯胺的墨綠色混合液中包括左旋結構與右旋結構相互纏繞的復合結構聚苯胺、左旋結構聚苯胺和/或右旋結構聚苯胺）；