苯胺的等离子体聚合薄膜特性研究.pdfVIP

维普资讯 Vo1．11 高分子材料科学与工程 No．1 1995年 1月 POLYMERICMATERIALSS,CIENCEAND ENGINEF_RING Jan．1995 ． 。 ： 枣里黎 唐 骏 一 。- 二 ℃ 摘 ：一 赧…。 采用苯胺的等离子体聚合法 ，得到致密 、化 稳l定性好的支撑膜。取光谱和性研究 B 对 搿嚣甜臻0 3酥爨 H—rj虽篮 轴勋娜 显即盲 国防科工蛩 勇 卷魈靼 镌 bI8I~I-[IT。08If一00at峦且丽 维普资讯 ． 、 高分子材料科学与工程 1995芷 苯胺单体沸点为 183℃，用水浴保持70℃。苯胺和盐酸经 洞通道进入等离子体区。管 式等离子体装置内，真空度为 10～tort。聚合时间30udn。实验结束后发现一层棕褐色膜附着 在玻璃基片上，以盐酸处理，可使之脱离基片，得到致密度高、厚度均匀、化学稳定性好的自支 撑膜，厚度为微米量级。 1．‘苯胺+过硫酸氨俸系 俸系0 苯胺单体直接置于营式等离子装置内并通入过 硫酸氨。真空度 10～tort。聚合时间60min。实验结 束后发现一层棕色薄膜附着在基片上，可自行脱离 基片成 自支撑膜。该膜光洁度比体系 1 产物好，化 学稳定性与体系 1 产物相当。 随实验条件不同，产物亦不同。上述实验条件分 别是两种体系得到高质量 自支撑膜的最佳条件。对 l E p— mⅧ 1：~DL-ITfp I2：ZtTZ 1 ∞m 体系 1 ，保持真空泵抽气速度不变，当 80℃时 驴 ^l窖el 3l 2XZ-4 vsc~um pump； 4’ 实质上是提高了苯胺单体蒸汽浓度和改变了它与 en n 口‘l5，wm廿 bathI嘲 ng 劬即 6j曲删越r凹·l7，~lhstrace18： 盐酸单体之间的组份比 ，由于单体浓度过高，真空 1iI_me ma m I 9l 龇 y【 pure 度太低，产物形态为油状 当 60℃时，由于单体 h帅 hI ic女dd． 浓度过低，真空度过高，无凝聚态产物沉积在基片 上。对体系 2 ，我们通过改变真空泵抽建来调节真空度，结果发现当真空度远大于 10 tort或 远小于 10 tort时所形成的产物类似体系 1 。若聚合时间太短 体系 1 E 25min，体系 2 l 45min ，舅j不能形成自支攘膜。若聚合时问太长，则由于等离子体的刻蚀作用，膜厚度亦不 会增加。 另外．我们用化学法合成了掺杂态的PbJya皿 用以比较。采用的足苯胺在酸性溶液中被 过硫酸氨氧化的方法。 2 结果与讨论 2．1 导电性 以四探针法测定产物的电导率。化学法制得的掺杂态附y曩niI恤- 的电导率 为0．2。哪～， 雨由等离子体法聚合得到的薄膜电导率 l0．’ ～， 完全是绝缘体。由此我们可以认为该聚合物不可能象 PolyaninUne那样具备共轭长链结构，很可能是交联网状 结构。 2．2 红外特性及聚合机理 等离子体聚合薄膜和化学法聚合的Polyaniline的 红外光谱如F培 2所示。圈中曲线 3是化学法合成的 yaniline的红 煅苷圈．曲线 3中1560an—J及 1400 啊 咖 忸啊 crn 附近有两个吸收峰，分别代表苯、醌的骨架振动。曲线 1和曲线 2分别是体系 1 和体系 2 的等离子体薄膜的红针光谱图，与曲线 3完全不同。曲线 1在2900cm 和1650Cm 附近 有明显的吸收峰，这是 c—H键和 c—c键伸展振动吸收峰。由于 c—H键吸收峰小于 3000 an～，而且在 1500~1480crn～、1610~1590C~fl--处 分别代表苯、醌环的骨架振动 无明显吸 维普资讯 第1期 刊粗黎等苯胺的等离子体聚合薄膜特性研究 收峰，说明该c—H键不属于苯环而应该是饱和烃结构中的c—H键。由此我们认为等离子体 薄膜多官能团组份中，苯、醌结构所占比例很小，苯环在等离子体中被击碎。2250crn 附近有 一 较弱峰 这应是G N键的吸收峰。体系 2 红外光谱图曲线 2的c—H键及 C C键吸收峰 与体系 1 类似．代表c—N键的2250cm 时近的吸收峰比体系 1 强．另外在3500cm 附近 有一代表N—H键的吸收峰。曲线 1和曲线 2中1800~1000cm 之间成了—个吸收带，说明 这两种聚合物薄膜结构非常复杂．含有各种各样的官能团。我们认为这是由于等离子体中电子 能量服从Bol~mnn分布造成的。苯胺单体中含有 5种共价键，依键能从小到大排列为 c—N、 c—c、N--H．C--H、C C键，这些键获得相应键能能量时就可能会发生键断裂。在等离子体中 可以用高能电子轰击来达到这—效果。等离子体中存在各种能量的电子，当这些不同能