高分子材料科学前沿 聚苯胺 聚苯胺的应用.doc

PAGE 3 PAGE 3 聚苯胺的应用 学校名称： 华南农业大学 院系名称： 材料与能源学院 时 间： 2017年2月27日 聚苯胺性能与应用前景 聚苯胺有许多优异的性能, 如导电性、氧化还原性、催化性能、电致变色行为、质子交换性质及光电性质等, 而最重要的是聚苯胺材料的优异的导电性及电化学性能。将聚苯胺进行参杂, 及其各种材料进行混用表现出更多的优异性,作为纳米传感器和纳米器件等。 1 聚苯胺在国防工业中的应用 在国防中的应用主要是作为电磁屏蔽、微波吸收材料和塑料电池。聚苯胺与传统的电磁屏蔽材料不同, 聚苯胺的重量轻而价格便宜, 而且聚苯胺不会使材料的力学性能下降。潘玮等用原位聚合法制备聚苯胺/涤纶导电纤维, 可用于电磁屏蔽材料, 可用这些材料可作为吸收低频电磁辐射的屏蔽主体。1991 年美国的 Alliede Signal 公司、Amrichem 公司及德国的 Zupperling KessierCo. 联合大批量生产聚苯胺与聚氯乙烯、尼龙等的共混物用作电磁屏敝材料。聚苯胺通过掺杂电导率变化范围很宽, 表现出动态微波吸收特性, 国外己有报道利用聚苯胺的微波吸收特性, 美国将其用作远距离加热材料, 用于航天飞机中的塑料焊接技术, 法国已研制了隐形潜艇。另外, 美国已研制出一种由聚苯胺复合而成的雷达吸波材料, 具有光学透明性, 可以喷涂在飞机座舱盖, 精确制导武器和巡航导弹的光学透明窗口上, 以减弱目标的雷达回波。聚苯胺电化学反应可逆性好, 因此在化学能与电能的转换过程中, 能放出最大的电量。用聚苯胺做成的塑料电池不仅重量轻, 且库伦效率高达 95%, 它的理论能量密度可达 500W/kg以上, 是铅酸电池(184Wh/kg)的数倍。目前已制成充放电循环次数可达 4000 次、库伦效率几乎达 100%的二次电池。人们正在研制充放电达 10000 次以上的聚苯胺二次电池, 以用于军事装备中。 2 聚苯胺导电纤维的应用 用聚苯胺制备导电纤维, 不仅导电性优良持久,而且通过改变掺杂酸的浓度,很容易调节纤维的电导率,这是其它纤维所不具备的优良性质。在普通纤维中混用极少量的导电纤维,就能赋予纤维制品充分的抗静电性能,而且抗静电性能不会受到环境湿度的影响。文献报道,以还原式聚苯胺为成纤高聚物,N- 甲基吡咯烷酮为纺丝溶剂,采用湿法纺丝制得聚苯胺纤维。在完成整个纺丝过程后,再对纤维进行氧化掺杂,赋予其导电性。该法制得的聚苯胺导电纤维的比电阻为 1.05×10-2Ω·cm。 3 聚苯胺在金属防腐领域应用 聚苯胺防腐涂料是一种新型的涂料, 不光具有防腐的性能而且更加环保。自从 De Berry首次指出聚苯胺有防腐性能以来, 聚苯胺作为一种优良的防腐材料逐渐被引起重视, 其防腐机理为聚苯胺使得金属和聚苯胺膜界面处形成一层金属氧化膜, 使得该金属的电极电位处于钝化区得到保护。聚苯胺防腐涂料具有独特的抗划伤和抗点蚀性能人们已经研究了聚苯胺对多种金属, 如冷轧钢、低碳钢、铝、铜等均有良好的防腐作用。聚苯胺作为新型的防腐涂料, 得到国内外广泛的关注, 早在 1991 年美国的 LANL 及美国国家宇航局就报道了导电态聚苯胺对低碳钢的防腐作用。聚苯胺共混防腐涂层将聚苯胺粉末与常规涂料成膜物质(如环氧树脂、醇酸树脂等)混合后进行涂覆, 是目前研究聚苯胺防腐方面最多的方法。国外已经开发出商业化产品 , 如 CORRPASSIV TM 、ORMECON TM 、Versicon TM 和 Corepair TM 等 , 其中 ORMECON TM 是一种纳米聚苯胺涂料。 4 防污方面的应用 聚苯胺还是一种良好的防污材料, 以它为主剂的防污涂料不仅能防除藤壶等海生物, 还能对海生物的前期附着物粘泥有防除作用, 达到长效防污的目的, 而且其不含氧化亚铜和有机锡等物质, 是新一代无毒防污涂料以氯化橡胶为基料, 用聚苯胺为防污剂制成的防污涂料, 经海港挂板试验, 半年以上未附着海生物。