專利名稱：聚苯胺納米纖維的乳液聚合物及制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及聚苯胺納米纖維的乳液聚合物及制備方法。
背景技術：
聚苯胺具有優(yōu)異的電學性能、良好的加工性和突出的環(huán)境穩(wěn)定性，是典型的共軛 聚合物和非常實用的聚合材料之一，被認為是最具有應用前景的導電高分子材料，已應用 于納米器件的制備，其微觀結構或形貌是影響器件效能的重要因素，因而制備聚苯胺的低 維結構是當前的熱點問題之一。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種乳液聚合法制備聚苯胺納米纖維方法。上述的目的通過以下的技術方案實現(xiàn)聚苯胺納米纖維的乳液聚合物，包括具有苯胺單體聚合結構的聚苯胺納米纖維， 聚苯胺納米纖維為以過硫酸銨為氧化劑、以帶負電的陰離子十二烷基苯磺酸鈉為乳液聚合 的模板劑、以水與水溶性膠束的體系為反應介質，在油與水相界面處由氧化劑引發(fā)苯胺單 體聚合形成產物。所述的聚苯胺納米纖維的乳液聚合物及制備方法，所述的稱取0. 2g過硫酸銨 (NH4)2S2O8溶解于50ml蒸餾水中形成過硫酸銨(NH4)2S2O8水溶液，稱取3g十二烷基苯磺酸 鈉加入到50mL水中形成十二烷基苯磺酸鈉溶液；在反應器中加入IOOml鹽酸溶液濃度為0.2mol/L,加入4. Oml苯胺(An)形成苯胺鹽酸鹽溶液，過硫酸銨和苯胺摩爾比為0. 5，依 次加入十二烷基苯磺酸鈉溶液和滴加過硫酸銨(NH4)2S2O8水溶液，反應溫度控制在0-60°C 之間。反應時間為l_12h;最后形成溶液為墨綠色乳膠液，加入甲醇破乳20ml，真空抽濾后 用丙酮、乙醇和蒸餾水洗滌至濾液無色且呈中性，在50°C下真空干燥Mh，得到墨綠色聚苯 胺。所述的聚苯胺納米纖維的乳液聚合物及制備方法，所述的稱取1.6g過硫酸銨 (NH4)2S2O8溶解于50ml蒸餾水中形成過硫酸(NH4)2S2O8水溶液，稱取20g十二烷基苯磺酸 鈉加入到50ml水中形成十二烷基苯磺酸鈉溶液；在反應器中加入IOOml鹽酸溶液濃度為1.4mol/L，加入4. Oml苯胺(An)形成苯胺鹽酸鹽溶液，過硫酸銨和苯胺摩爾比為1. 5，依次 加入十二烷基苯磺酸鈉溶液和滴加過硫酸銨(NH4)2S2O8水溶液，反應溫度控制在0_6(TC之 間。反應時間為l_12h;最后溶液為墨綠色乳膠液，加入適量甲醇破乳，真空抽濾后用丙酮、 乙醇和蒸餾水洗滌至濾液無色且呈中性，在50°C下真空干燥Mh，得到墨綠色聚苯胺。所述的聚苯胺納米纖維的乳液聚合物及制備方法，所述的過硫酸銨(NH4)2^O8用 量可以在0. 2g-l. 6g之間，所述的十二烷基苯磺酸鈉用量可以在3g-20g之間，所述的鹽酸 溶液濃度可以在0. 2-1. 4mol/L，所述的過硫酸銨和苯胺摩爾比為0. 5-1. 5。本發(fā)明的有益效果1.本發(fā)明采用十二烷基苯磺酸鈉為模板劑，通過滴加過硫酸銨溶液，使苯胺分子在聚合反應過程中以十二烷基苯磺酸鈉分子在水溶液中形成的膠束為模板，以納米纖維方式聚集。2.本發(fā)明以表面活性劑分子在水溶液中形成的膠束為模板合成聚苯胺，通過調節(jié) 水溶液酸性和表面活性劑濃度可控制膠束形態(tài)，因此得出結論聚苯胺是可控。3.本發(fā)明的十二烷基苯磺酸鈉即為模板劑，又為摻雜劑，避免了 二次摻雜。4.本發(fā)明采用乳液聚合法制備的聚苯胺，其溶解性、分子量、熱穩(wěn)定性及形態(tài)方面 的性能都明顯優(yōu)于其它聚合所制得的聚苯胺。


附圖1為聚苯胺納米纖維掃描電子顯微鏡照片。
具體實施例方式實施例1 聚苯胺納米纖維的乳液聚合物，具有苯胺單體聚合結構的聚苯胺納米纖維。所述的聚苯胺納米纖維的乳液聚合物及制備方法，在酸性介質中，以過硫酸銨為 氧化劑、以帶負電的陰離子十二烷基苯磺酸鈉為乳液聚合的模板劑、以水與水溶性膠束的 體系為反應介質；在油與水相界面處由氧化劑引發(fā)苯胺單體聚合，形成產物為聚苯胺納米 纖維，直徑約為lOOnm，尺寸均勻。所述的聚苯胺納米纖維的乳液聚合物及制備方法，所述的稱取0. 2g過硫酸銨 (NH4)2S2O8溶解于50mL蒸餾水中形成過硫酸銨(NH4)2S2O8水溶液，稱取3g十二烷基苯磺酸 鈉加入到50mL水中形成十二烷基苯磺酸鈉溶液；在反應器中加入IOOmL鹽酸溶液濃度為0.2mol/L,加入4. OmL苯胺An形成苯胺鹽酸鹽溶液，過硫酸銨和苯胺摩爾比為0. 5，依次加 入十二烷基苯磺酸鈉溶液和滴加過硫酸銨(NH4) 2S208水溶液，反應溫度控制在0-60°C之間。 反應時間為l_12h ；最后形成溶液為墨綠色乳膠液，加入甲醇破乳20ml，真空抽濾后用丙 酮、乙醇和蒸餾水洗滌至濾液無色且呈中性，在50°C下真空干燥Mh，得到墨綠色聚苯胺。實施例2:實施例1聚苯胺納米纖維的乳液聚合物，在酸性介質中，以過硫酸銨為氧化劑、以 帶負電的陰離子十二烷基苯磺酸鈉為乳液聚合的模板劑、以水與水溶性膠束的體系為反應 介質；在油與水相界面處由氧化劑引發(fā)苯胺單體聚合，形成產物為聚苯胺納米纖維，直徑約 為lOOnm，尺寸均勻。所述的聚苯胺納米纖維的乳液聚合物及制備方法，所述的稱取1.6g過硫酸銨 (NH4) 2S208溶解于50mL蒸餾水中形成過硫酸銨(NH4) 2S208水溶液，稱取20g十二烷基苯磺酸 鈉加入到50mL水中形成十二烷基苯磺酸鈉溶液；在反應器中加入IOOmL鹽酸溶液濃度為1.4mol/L，加入4. OmL苯胺(An)形成苯胺鹽酸鹽溶液，過硫酸銨和苯胺摩爾比為1. 5，依次 加入十二烷基苯磺酸鈉溶液和滴加過硫酸銨(NH4)2S2O8水溶液，反應溫度控制在0_6(TC之 間。反應時間為l_12h;最后溶液為墨綠色乳膠液，加入適量甲醇破乳，真空抽濾后用丙酮、 乙醇和蒸餾水洗滌至濾液無色且呈中性，在50°C下真空干燥Mh，得到墨綠色聚苯胺。實施例3 實施例1、2或3所述的聚苯胺納米纖維的乳液聚合物及制備方法，所述的過硫酸銨(NH4)2S2O8用量可以在0. 2g-l. 6g之間，所述的十二烷基苯磺酸鈉用量可以在3g-20g之 間，所述的鹽酸溶液濃度可以在0. 2-1. 4mol/L，所述的過硫酸銨和苯胺摩爾比為0. 5-1. 5。
權利要求
1.一種聚苯胺納米纖維的乳液聚合物，其特征是包括具有苯胺單體聚合結構的聚苯 胺納米纖維，聚苯胺納米纖維為以過硫酸銨為氧化劑、以帶負電的陰離子十二烷基苯磺酸 鈉為乳液聚合的模板劑、以水與水溶性膠束的體系為反應介質，在油與水相界面處由氧化 劑弓I發(fā)苯胺單體聚合形成產物。
2.—種權利要求1所述的聚苯胺納米纖維的乳液聚合物及制備方法，其特征是所述 的稱取0. 2g過硫酸銨(NH4)2S2O8溶解于50ml蒸餾水中形成過硫酸銨(NH4)2S2O8水溶液， 稱取3g十二烷基苯磺酸鈉加入到50mL水中形成十二烷基苯磺酸鈉溶液；在反應器中加入 IOOml鹽酸溶液濃度為0. 2mol/L，加入4. Oml苯胺(An)形成苯胺鹽酸鹽溶液，過硫酸銨和 苯胺摩爾比為0. 5，依次加入十二烷基苯磺酸鈉溶液和滴加過硫酸銨(NH4) 2S208水溶液，反 應溫度控制在0-60°C之間。反應時間為l_12h ；最后形成溶液為墨綠色乳膠液，加入甲醇破 乳20ml，真空抽濾后用丙酮、乙醇和蒸餾水洗滌至濾液無色且呈中性，在50°C下真空干燥 Mh，得到墨綠色聚苯胺。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的聚苯胺納米纖維的乳液聚合物及制備方法，其特征是 所述的稱取1. 6g過硫酸銨(NH4)2S2O8溶解于50ml蒸餾水中形成過硫酸(NH4)2S2O8水溶液， 稱取20g十二烷基苯磺酸鈉加入到50ml水中形成十二烷基苯磺酸鈉溶液；在反應器中加入 IOOml鹽酸溶液濃度為1. 4mol/L，加入4. Oml苯胺(An)形成苯胺鹽酸鹽溶液，過硫酸銨和 苯胺摩爾比為1.5，依次加入十二烷基苯磺酸鈉溶液和滴加過硫酸銨(NH4)2S2O8水溶液，反 應溫度控制在0-60°C之間。反應時間為l_12h ；最后溶液為墨綠色乳膠液，加入適量甲醇破 乳，真空抽濾后用丙酮、乙醇和蒸餾水洗滌至濾液無色且呈中性，在50°C下真空干燥Mh， 得到墨綠色聚苯胺。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的聚苯胺納米纖維的乳液聚合物及制備方法，其特征是 所述的過硫酸銨(NH4)2S2O8用量可以在0. 2g-l. 6g之間，所述的十二烷基苯磺酸鈉用量可以 在3g-20g之間，所述的鹽酸溶液濃度可以在0. 2-1. 4mol/L，所述的過硫酸銨和苯胺摩爾比 為 0. 5-1. 5。
5.根據(jù)權利要求3所述的聚苯胺納米纖維的乳液聚合物及制備方法，其特征是所述 的過硫酸銨(NH4)2S2O8用量可以在0. 2g-1.6g之間，所述的十二烷基苯磺酸鈉用量可以在 3g_20g之間，所述的鹽酸溶液濃度可以在0. 2-1. 4mol/L，所述的過硫酸銨和苯胺摩爾比為 0. 5-1. 5。
全文摘要
聚苯胺納米纖維的乳液聚合物及制備方法。聚苯胺具有優(yōu)異的電學性能、良好的加工性和突出的環(huán)境穩(wěn)定性，是典型的共軛聚合物和非常實用的聚合材料之一，被認為是最具有應用前景的導電高分子材料，已應用于納米器件的制備，其微觀結構或形貌是影響器件效能的重要因素。本發(fā)明包括具有苯胺單體聚合結構的聚苯胺納米纖維，聚苯胺納米纖維為以過硫酸銨為氧化劑、以帶負電的陰離子十二烷基苯磺酸鈉為乳液聚合的模板劑、以水與水溶性膠束的體系為反應介質，在油與水相界面處由氧化劑引發(fā)苯胺單體聚合形成產物。本發(fā)明應用于防靜電材料、電磁屏蔽材料、傳感器、二次電池、隱身材料、防腐材料及納米功能器件等領域。
文檔編號C08G73/02GK102050947SQ20091007316
公開日2011年5月11日 申請日期2009年11月10日 優(yōu)先權日2009年11月10日
發(fā)明者劉向東, 袁維姝, 趙東宇 申請人:黑龍江大學