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聚苯胺演示文稿ppt课件

其中,聚苯胺最重要的存在形式是翠绿苯胺(EM,emeraldine),它具有导电性,通常可以在酸性条件下(如盐酸)通过化学氧化法制得,如果氧化剂过量,翠绿苯胺就被氧化成全氧化态聚苯胺(PNB,blue protonated pernigraniline),这种形态的聚苯胺可能具有导电性。对酸性条件下的全氧化态聚苯胺进行加碱处理,就产生紫罗兰色的PB(pernigraniline base),它不具有导电性。 如果翠绿苯胺也用碱处理一下,就会生成EB(emeraldine base),EB是蓝色的不具有导电性。EB和全氧化态聚苯胺都是蓝色的,但是深浅不一样。此外,翠绿苯胺可以被还原成无色的LEB(leuoemeraldine). 以上的图包括了一系列的电子和质子的转移过程,通过电子、质子的得失,物质显示了不同的颜色。目前为止,这个结构能解释所有已知的事实。 乳液聚合法 乳液聚合法制备聚苯胺有以下优点: ①用无环境污染且低成本的水为热载体,产物不需沉析分离以除去溶剂; ②若采用大分子有机磺酸充当表面活性剂,则可一步完成质子酸的掺杂以提高聚苯胺的导电性; ③通过将聚苯胺制备成可直接使用的乳状液,可在后加工过程中,避免再使用一些昂贵(如NMP)的或有强腐蚀性(如H2SO4)的溶剂。 “掺杂”一词来源于半导体化学,指在纯净的无机半导体材料如硅、锗或镓中加入少量具有不同价态的第二种物质,以改变半导体材料中空穴和自由电子的分布状态。导电高分子领域的“掺杂”与无机半导体的“掺杂”概念还是有一定的差别。无机半导体的掺杂是原子的替代, 掺杂量很低, 没有脱掺杂过程。而导电高分子的掺杂是氧化还原过程,其掺杂实质是电荷转移;掺杂量很大,可高达50 %;导电高分子掺杂具有完全可逆的过程 。 a 质子酸掺杂 聚苯胺的掺杂机制同其它导电高聚物的掺杂机制完全不同,其它的导电聚合物的掺杂总是伴随着主链上电子的得失,而聚苯胺的质子酸掺杂没有改变主链上的电子数目,只是质子进入高聚物主链上才使链带正电,为维持电中性,阴离子也进入高聚物的主链。 关于PANI 的质子酸掺杂机理和掺杂产物的结构,主要由“极化子晶格”模型和“四环苯醌变体”模型进行解释。聚苯胺的主要掺杂点是亚胺氮原子。 据上述模型推断聚苯胺的掺杂反应如下: b.  氧化还原掺杂 事实上,除了质子酸掺杂外,我们还发现,聚苯胺也象其它的导电高分子一样,能够进行氧化还原掺杂,这就是“碘掺杂”、“光助氧化掺杂”以及“离子注入掺杂” 。 以上还原态聚苯胺的氧化掺杂和氧化态聚苯胺的还原掺杂,与聚苯胺的质子酸掺杂一起,构成了聚苯胺的掺杂行为的全貌. 显然,究竟发生哪一种掺杂,决定于它的化学结构: 聚苯胺的应用: 1、聚苯胺可用作防腐蚀涂料 2、聚苯胺可用作抗静电和电磁屏蔽材料 3、聚苯胺可用作二次电池的电极材料 4、聚苯胺可用作选择电极 5、聚苯胺可用作特殊分离膜 6、聚苯胺可用作高温材料 7、聚苯胺可用作太阳能材料 3、聚苯胺可用作二次电池的电极材料 高纯度纳米聚苯胺具有良好的氧化还原可逆性,可以作为二次电池的电极材料。 4、聚苯胺可用作选择电极 纳米聚苯胺对于某些离子和气体具有选择性识别和透过率,因此可作为离子或气体选择电极。 5、聚苯胺可用作特殊分离膜 纳米聚苯胺因其具有良好的氧化还原可逆性也可制成特殊分离膜等。 6、聚苯胺可用作高温材料 导电聚苯胺纳米材料经测试其热失重温度大于200℃,远远大于其他塑料制品,所以还可以制备成高温材料。 7、聚苯胺可用作太阳能材料 纳米聚苯胺具有良好的导热性,其导热系数是其他材料的2——3倍,所以可作为现有太阳能材料的替代产品。 六、参考文献 马建标,李晨曦. 功能高分子材料. 北京:化学工业出版社,2000.7 刘引烽. 特种高分子材料. 上海:上海大学出版社,2001.12 马光辉,苏志国. 新型高分子材料. 北京:化学工业出版社,2003.3 黄泽铣. 功能材料词典. 北京:科学出版社,2002.9 陈勇,朱琼,万国江,符文君,谢洪泉. 导电聚苯胺高分子复合材料的研究进展弹性体 2006.9 以上书籍均来自“标准分享网”。下载地址/ 功能高分子材料 ——导电聚苯胺简介 一、聚苯胺的概述 二、聚苯胺的制备 三、聚苯胺的掺杂 四、聚苯胺的应用 五、参考文献 一、聚苯胺的概述 1、聚苯胺的发展 聚苯胺自1984年被宾夕法尼亚大学的化学家MacDiarmid等重新开发以来,以其良好的热稳定性,化

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