[發明專利]親疏水可逆轉換的聚苯胺納米材料的制備方法

有效

• 申請號: 201210582862.0
• 申請日: 2012-12-28
• 公開（公告）號: CN103059293A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 宋根萍;許華娟;李中春;郭榮
• 申請（專利權）人: 揚州大學
• 主分類號: C08G73/02
• 分類號: C08G73/02;C08K5/42
• 代理公司: 揚州市錦江專利事務所 32106
• 代理人: 江平

技術領域

本發明公開了一種制備親疏水可逆轉換的聚苯胺納米材料的工藝方法，屬于新材料發明領域。

背景技術

偶氮苯類化合物的光學順反異構現象引起人們的廣泛關注。在紫外光照射下,偶氮苯由反式結構轉變為順式結構，引起分子的偶極矩發生變化，導致表面能變化，而偶氮苯表面能的改變可引起其表面浸潤性發生變化。

聚苯胺是一種具有其優良的導電性、環境友好的高分子材料。聚苯胺具有合成簡便、摻雜機制獨特、環境穩定性好，可大量生產等優點，但它的導電性、電磁屏蔽性、光學性能等易受到外界環境的影響，例如在雨雪天氣聚苯胺的靜電傳導性能受到限制甚至是消失，因此在實際應用中需要解決導電材料的防水問題。

發明內容

本發明目的是提出一種具有抗腐蝕、抗氧化性能，減少其性能受環境影響的親疏水可逆轉換聚苯胺納米材料的制備方法。

本發明技術方案是：將甲基橙和苯胺在十二烷基苯磺酸鈉體系中，于25℃下恒溫1±0.1小時后，向所述體系中加入引發劑過硫酸銨水溶液，置于25℃恒溫條件下攪拌反應，待反應結束后用二次水和無水乙醇離心洗滌至上層清液無色，然后將下層沉淀物放置于60±1℃的真空干燥箱內干燥24±0.5小時，取得親疏水可逆轉換的聚苯胺納米材料。

本發明操作簡便，由于陰離子表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉（SDBS）的加入，使得所制聚苯胺納米粒子、空心矩形管具有較好的疏水性，同時偶氮類化合物的摻雜使得所制備的聚苯胺納米材料具有一定的光學可控性，能夠實現親疏水的可逆轉換。

本發明在表面活性劑體系中用偶氮苯類化合物摻雜聚苯胺，綜合兩者的優點，從而制備得到光響應性的超疏水聚苯胺納米材料。本發明制備的親疏水可逆轉換的聚苯胺納米材料形貌均一，穩定性較好，能夠有效地實現親疏水的可逆轉換，形成智能“開關”，?具有抗腐蝕、抗氧化等優越性能，所以制備超疏水聚苯胺表面能夠大大減少其性能受環境的影響，從而提高導電聚苯胺的應用領域。

另外，本發明所述甲基橙、苯胺和過硫酸銨水溶液中，苯胺和過硫酸銨摩爾比是1︰1；苯胺和甲基橙的摩爾比分別為10～60︰1。

其中，所述苯胺和甲基橙的摩爾比分別為20︰1時，疏水性好。

附圖說明

圖1至3為不同SDBS濃度下合成的聚苯胺材料掃描電鏡圖。

圖4、5為不同溫度條件下測定的紅外光譜圖。

圖6?為樣品在365?nm紫外光照射下不同時間的紫外光譜圖。

圖7至9?為材料表面納米粒子形貌隨SDBS濃度變化的掃描電子顯微鏡照片。

圖10至13為采用苯胺和甲基橙的不同比形成的各產品的掃描電子顯微鏡照片。

圖14為紫外光照射條件下產物結構反式和順式轉換測得接觸角疏水向親水轉變的照片。

圖15為甲基橙摻雜聚苯胺產物濾液中甲基橙殘留量的測定曲線圖。

圖16為接觸角隨酸度變化的測定結果照片。

具體實施方式

一、超疏水聚苯胺納米材料的制備：?

稱取?0.35?克十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)和0.053?克甲基橙（MO）于錐形瓶中，一次性向其中加入45ml二次水，在磁力攪拌器上充分攪拌，待完全溶解后，加入?0.15??ml苯胺（An）充分混合均勻后，在25℃下恒溫一個小時。然后向錐形瓶中一次性加入?2.5?ml、濃度為30%的引發劑過硫酸銨（APS）水溶液，加水至總體積50ml，放置于25℃恒溫攪拌反應24小時。

反應結束后，分別用二次水、無水乙醇離心洗滌多次至上層清液無色，然后將下層沉淀放置于真空干燥箱于60℃下干燥24小時，得到超疏水聚苯胺納米材料。

二、薄膜的制備：

稱取0.01?g所制備的超疏水聚苯胺納米材料加入到3ml的無水乙醇中，在磁力攪拌器上充分攪拌一小時，再于超聲器中超聲15分鐘，得到分散均勻的懸浮液，將該懸浮液旋涂于潔凈的載玻片表面，放置于白熾燈下烘干，待乙醇揮發后產物均勻分散于玻片表面形成致密的薄膜。

三、將薄膜用于測定產物的接觸角和掃描電鏡的拍攝：

制備好的親疏水可逆轉換的聚苯胺納米粒子、空心矩形管已經利用掃描電子顯微鏡對產物形貌進行觀察。圖?1至3為pH=3時不同SDBS濃度下合成的聚苯胺材料掃描電鏡圖，合成條件：?[An]=0.03?M；[An]/[MO]=20:1；?[An]/[APS]=1:1；

圖1的SDBS為0?M；圖2的SDBS為0.1M；圖3的SDBS為0.16?M。