[發明專利]十二烷基苯磺酸摻雜聚苯胺合成及其在釩電池極板的應用

無效

• 申請號: 201410127265.8
• 申請日: 2014-03-31
• 公開（公告）號: CN103910881A
• 公開（公告）日: 2014-07-09
• 發明（設計）人: 寧志高;陳磊;徐曉強
• 申請（專利權）人: 沈陽化工大學
• 主分類號: C08G73/02
• 分類號: C08G73/02;C08K5/42;C08L23/08;C08L79/02;C08K3/04;H01M4/88
• 代理公司: 沈陽技聯專利代理有限公司 21205
• 代理人: 張志剛

技術領域

本發明涉及一種苯胺的合成方法及其應用，特別是涉及一種十二烷基苯磺酸摻雜聚苯胺的合成方法及其在釩電池極板的應用。?

背景技術

隨著人們對材料不斷的深入研究，開發實用性導電合成材料成為材料領域的一個重要研究方向。科學家在實驗室合成了低溫下具有超導性，其導電能力可與Ag?相媲美的聚硫化氮，實現了高分子由絕緣體向半導體或導體的成功轉變。而后相繼發現了聚吡咯、聚對亞甲基苯、聚苯硫醚、聚噻吩、聚苯胺等導電高分子。由于導電高分子具有特殊的結構和優異的物化性能，使其自發現之日起就成為材料科學的研究熱點。?

聚苯胺(polyaniline，簡稱PAn)由于其原料廉價易得、合成簡便、耐高溫及抗氧化性能好、穩定性好等特性，被認為是最有工業化應用前景的功能高分了材料之一[1]。用無機酸，如鹽酸、硫酸等摻雜聚苯胺，可以得到較高的導電率，摻雜后的聚苯胺具有較高的電導率、較高的三階非線性光學系數、良好的電學和磁學特性等，?在二次電池、光電子器件、發光二極管、傳感器、新型電磁屏蔽及吸波材料等諸多領域有很好的應用前景。1976年美國賓夕法尼亞大學的化學家記領導的研究小組首次發現摻雜后的聚乙炔具有類似金屬的導電性^[2]，在此之后,研究者才開始注意到聚苯胺優異的導電性能。Jozefowicz^[3]即等人用電化學方法制備了導電率為10S/cm的聚苯胺；MacDiarmid與其合作者對聚苯胺作了較為系統的研究^[4]。特別是自1987年用聚苯胺制成的鈕扣式二次電池作為商品投放市場以來^[5]，聚苯胺己很快成為導電高分子領域的研究熱點。?

發明內容

本發明的目的在于提供一種十二烷基苯磺酸摻雜聚苯胺的合成方法及其在釩電池極板的應用，本發明以聚乙烯－丙烯酸共聚物為基體，在聚苯胺中加入特導炭黑按不同比例共混做導電填料，作為對照，還單獨使用聚苯胺或特導炭黑作導電填料。使用平板硫化機壓片，制成具有良好導電性能，力學性能，耐酸腐蝕的導電塑料，并且應用在釩電池的電極材料中。?

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：?

十二烷基苯磺酸摻雜聚苯胺的合成方法，所述方法包括如下工程：在DBSA溶液中加入苯胺溶液，進行機械攪拌10min；再在15min之內向混合液中滴加過硫酸銨溶液，機械攪拌4-6h，停止攪拌，將制備的溶液進行抽濾，并用去離子水洗滌直至溶液呈中性；隨后將溶液抽干，在65℃、0.01Mpa條件下真空干燥24h，便可得到一次摻雜的聚苯胺。

所述的十二烷基苯磺酸摻雜聚苯胺的合成方法，所述以十二烷基苯磺酸為摻雜劑摻雜聚苯胺的電導率為2.50S/cm。?

所述的十二烷基苯磺酸摻雜聚苯胺的合成方法，所述共混物的質量含量小于40%。?

所述的十二烷基苯磺酸摻雜聚苯胺的合成方法，所述方法用十二烷基苯磺酸摻雜聚苯胺作為復合填料，得到材料的玻璃化轉變溫度270℃。?

十二烷基苯磺酸摻雜聚苯胺合成在釩電池極板的應用，所述應用過程為：?

以乙烯基塑料為基體，一次摻雜的聚苯胺和炭黑為復合填料，乙烯―乙酸乙烯酯為增塑劑，在轉矩流變儀中混煉，經過平板硫化機壓片，得到復合導電塑料板。

所述的十二烷基苯磺酸摻雜聚苯胺合成在釩電池極板的應用，所述填料分別為30%C，15%C+15%HCl-PAN，15%C+15%DBSA-PAN的復合塑料電極板的對應最佳加工條件為145℃?8min；145℃?12min；145℃?8min。?

本發明的優點與效果是：?

1．本發明以十二烷基苯磺酸為摻雜劑摻雜聚苯胺的電導率為2.50S/cm，比鹽酸摻雜聚苯胺的電導率提高了一個數量級。

2.本發明以聚苯胺和炭黑共混物為導電填料制得的導電塑料具有較好的導電性，但是當共混物的質量含量超過40%時很難加工成合格的樣片。?

3．本發明熱重分析結果表明，用十二烷基苯磺酸摻雜聚苯胺作為復合填料，得到材料的玻璃化轉變溫度達到270℃，這說明，摻雜此復合填料的材料的耐熱性提高。?

4．本發明確定了導電填料分別為30%C，15%C+15%HCl-PAN，15%C+15%DBSA-PAN的復合塑料電極板的最佳加工條件為145℃?8min；145℃?12min；145℃?8min。?

附圖說明

????圖1為本發明十二烷基苯磺酸摻雜聚苯胺的合成方法示意圖；?