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聚苯胺的优化改性研究进展

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聚苯胺的优化改性研究进展

综述了对聚苯胺进行接枝的优化改性方法，并对聚苯胺的应用前景进行了简要概述。

标签：聚苯胺 接枝

导电聚合物中，聚苯胺（PANI）由于具有原料成本低、合成方法简单、产率高、导电性高、环境稳定性好等特点，而成为导电聚合物研究的热点。PANI这些独特的性质使其能应用于很多方面，如透明功能涂料、防腐、印刷线路板、电磁场屏蔽以及电致变色器件，二次电池等。为了满足不同的应用要求，对PANI进行优化改性是势在必行的。这种改性涉及面甚广，诸如机械力学加工性能、溶解性能、电化学修饰、表面性能等。近几年来，人 们在研究改善PANI的加工性方面做了大量工作，获得了一系列成就。主要有：（1）PANI的复合改性，复合物有较好的充放电和掺杂及去掺杂的电化学活性，导电特性与相结构密切相关，当PANI以微纤状的分离相在复合物中存在时，有较好的导电性。（2）掺杂态PANI的改性，改性后的PANI克服了掺杂态PANI由于强烈的分子间聚集作用和分子链的刚性而导致的溶解性很差的问题。（3）PANI的接枝改性。PANI接枝改性的思想即是在PANI刚性主链接上侧链以提高它的溶解性、加工性，改善它的性质。本文主要介绍PANI的接枝改性的发展。

一、聚苯胺接枝多壁碳纳米管

多壁碳纳米管（MWNTs）具有独特的力学、电磁学和物化性质，制备过程容易控制， 生产成本低，管径可在较宽的范围内选择。因此 ， 对于 P ANI /

MWNTs复合材料的研究引起人们极大的兴趣。Marc in het Panhuis等用樟脑磺酸二次掺杂溶解NMP 中的MWNTs / EB （中性本征态聚苯胺）复合材料 ， 得到了具有光学活性的可溶性掺杂态聚苯胺（ES） / MWNTs 复合材料 。P.

Santhosh 等采用二胺对 MWNTs 进行表面修饰后 ， 采用电化学法将聚苯胺分子链连接到 MWNTs 表面 ， 制备了聚苯胺接枝 MWNTs 修饰电极（P ANI -g

-MWN T- M E）， 其可用于探测H 2O2 。 Lee K. P. 等将2 ， 5 -二氨基苯磺酸（DABSA）通过共价键连接在 MWNTs表面 ， 然后进行二苯胺 - 4 - 磺酸（DIPASA）的原位聚合 ， 得到了加工性良好的 PDIPASA接枝 MWNTs -

DABSA 复合材料。该复合材料能溶解在水中并形成自支撑膜 。

二、聚苯胺接枝丙烯酸

在聚苯胺表面接枝具有亲水性官能团的丙烯酸是改善聚苯胺表面亲水性的一个重要途径，同时也可使聚苯胺表面进一步功能化。聚苯胺表面亲水性的改善和功能化将有利于诸如蛋白质和酶等生物活性物质在其表面上的运动。向前[1]等人用化学氧化法合成了酸掺杂聚苯胺表面接枝丙烯酸的复合材料，并研究了不同条件对接枝共聚的影响以及接枝表面的结构和性质。复合材料表面亲水性的好坏与丙烯酸在聚苯胺表面上的接枝量有关，接枝量越大亲水性越好。丙烯酸在聚

苯胺表面上的接枝聚合过程是一自由基聚合过程，凡有利于在聚苯胺表面形成自由基聚合活性中心的因素都有利于提高丙烯酸在聚苯胺表面上的接枝量，而使聚苯胺表面有更好的亲水性。

三、聚苯胺接枝酞菁铜磺酰氯

酞菁铜具有离域的大π键共轭体系，而且有独特的物理化学性能，如导电性、光电性、 催化和气敏性等，以及良好的热稳定性和对衬底很强的附着力且光谱响应范围宽， 因此是重要的光电材料之一。将酞菁铜的取代基设计成活性基团，

可以通过化学反应，将其以侧链的形式悬挂在聚苯胺上，以大大提高聚苯胺的光电性能，制成功能性良好的膜材料。封伟[2]等人通过分子设计，合成了侧链具有酞菁功能基分子结构的聚苯胺。该聚合物是一种在结构及性能上全新的光电功能材料，具有优良的溶解性能和成膜能力，电导率达到10-1 S / cm。光吸收谱表明该聚合物在可见光区、 近红外区均具有较强的吸收，可大幅度提高其光电导性能，因此也弥补了聚苯胺作为光电材料在 400 ～ 600 nm 处对光吸收弱的缺陷。

四、应用前景

随着聚苯胺加工问题的逐步解决，聚苯胺的开发研究正向着实用化目标发展。近几年来，关于聚苯胺实用 化的报道很多，如1 9 8 7年，日本的桥石公司和精工电子公司联合研 制 3伏钮式 Li / LiBF4 - PC / PANI电池：循环 寿命>1000 h，已作为商品投放市场，成 为第一个商品化的塑料电池。美国的UNIX公司用 有机磺酸掺杂的PANI和商用高聚物共混，制得了各种颜色的抗静电地板。接 枝改性的 P An在一 般有机溶剂 中表现出良好的溶解性，但其电导率都比未改性PANI有不同程度的降低。但是，不同用途对PANI的电导率的要 求不 同，随着人 们对PANI研究的进展，这一导电高分子材料必将进 入透明功能涂料、防腐、印刷线路板、电磁场屏蔽以及电致变色器件，二次电池等各个实用领域。

参考文献

[1] 向前， 吴晓梅， 过俊石等. 酸掺杂聚苯胺表面接枝丙烯酸的结构与性能[J]. 高分子材料科学与工程， 1995， 2.

[2] 封伟， 韦玮， 吴洪才等. 酞菁铜磺酰氯接枝聚苯胺的合成与表征[J]. 西安交通大学学报， 1999， 33（10）.

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聚苯胺防腐涂料的研究现状及发展

聚苯胺防腐涂料的研究现状及发展

第３７卷第１期　

２００７年１月　涂料工业　

ＰＡＩＮＴ＆ＣＯＡＴＩＮＧＳ　ＩＮＤＵｓＴＲＹ　Ｖｏ１．３７　Ｎｏ．１　

Ｊａｎ．２００７　

聚苯胺防腐涂料的研究现状及发展　

卢华军。，曾　波　（１．昆明理工大学生化学院，昆明６５０２２４；２．云南化工研究院，昆明６５０２２８）　

摘要：综述了国内外聚苯胺在金属腐蚀防护领域的最新研究进展。介绍了聚苯胺涂层的防腐蚀机理，制备方法　

及其复合改性的情况。指出了聚苯胺研究中存在的问题，应用现状和对其发展前景的展望。　

关键词：聚苯胺；防腐；涂层；制备方法　

中图分类号：ＴＱ　６３０．７　文献标识码：Ａ　文章编号：０２５３—４３１２（２００７）０１—００５０—０５　

Ｃｕｒｒｅｎｔ　Ｓｔａｔｕｓ　ｏｆ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｐｏｌｙａｎｉｌｉｎｅ　Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ　Ｐｒｏｔｅｃｔｖｅ　Ｃｏａｔｉｎｇ　

Ｌｕ　Ｈｕａｊｕｎ　，Ｚｅｎｇ　Ｂｏ。　

（１．Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆＢｉｏｌｏｇｉｃａｌ　ａｎｄ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｋｕｎｍｉｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，　

Ｋｕｎｍｉｎｇ　６５０２２４，Ｃｈｉｎａ；２．Ｙｕｎｎａｎ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆＣｈｅｍｉｃａｌ　Ｉｎｄｕｓｔｒｙ，Ｋｕｎｍｉｎｇ　６５０２２８，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｈａｓ　ｒｅｖｉｅｗｅｄ　ｔｈｅ　ｒｅｃｅｎｔ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｐｏｌｙａｎｉｌｉｎｅ　ａｎｔｉｃｏｒｒｏｓｉｏｎ　ｃｏａｔｉｎｇ　ｆｏｒ　ｍｅｔａｌｓ　

ａｔ　ｈｏｍｅ　ａｎｄ　ａｂｒｏａｄ．Ｉｔｓ　ａｎｔｉｃｏｒｒｏｓｉｏｎ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ，ｍｅｔｈｏｄｓ　ｏｆ　ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ　ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ａｙｅ　

ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ．Ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｐｏｌｙａｎｉｌｉｎｅ　ａｒｅ　ａｌｓｏ　ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．　

聚苯胺改性涂料的防腐性能研究

聚苯胺改性涂料的防腐性能研究

第３８卷第７期　２００８年７月　涂料工业　ＰＡＩＮＴ＆ＣＯＡＴＩＮＧＳ　ＩＮＤＵＳＴＲＹ　Ｖｏ１．３８　Ｎｏ．７　Ｊｕ１．２００８　聚苯胺改性涂料的防腐性能研究　王　刚，刘维锦　（华南理工大学材料科学与工程学院，广州５１０６４０）　摘要：将聚苯胺与聚酯树脂、环氧树脂溶液共混制备防腐蚀涂料。用腐蚀电位时效法考察了饱和聚酯、环氧一　低相对分子质量聚酰胺固化体系和环氧一二乙烯三胺固化体系中聚苯胺的加入量对防腐性能的影响。结果表明：对　聚苯胺进行适当的还原处理，有利于改善其溶解性和在涂料中的分散性，提高涂层的防腐性能。涂料的最佳配方为：　聚苯胺溶液中苯肼用量为１％，环氧树脂、聚酰胺固化剂和聚苯胺的质量比为１：１：０．０６。涂覆该涂料的电极腐蚀电位　可达一３０５　ｍＶ。　关键词：聚苯胺；涂料；防腐；溶液共混；腐蚀电位　中图分类号：ＴＱ　６３０．７　文献标识码：Ａ　文章编号：０２５３—４３１２（２００８）０７—０００１—０４　Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ　Ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ　Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｏｆ　Ｐｏｌｙａｎｉｌｉｎｅ　Ｍｏｄｉｆｉｅｄ　Ｃｏａｔｉｎｇｓ　Ｗａｎｇ　Ｇａｎｇ．Ｌｉｕ　Ｗｅｉｊｉｎ　（Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆＭａｔｅｒｉａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｏｕｔｈ　Ｃｈｉｎａ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ　５１０６４０，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｔｉｔｌｅ　ａｎｔｉｃｏｒｒｏｓｉｖｅ　ｃｏａｔｉｎｇｓ　ｗａｓ　ｐｒｅｐａｒｅｄ　ｂｙ　ｂｌｅｎｄｉｎｇ　ｏｆ　ｐｏｌｙａｎｉｌｉｎｅ（ＰＡＮＩ）ａｎｄ　ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ　ａｎｄ　ｅｐｏｌｙ　ｒｅｓｉｎｓ．Ｔｈｅ　ｉｎｆｌｕｅｕｃｅ　ｏｆ　ａｍｏｕｎｔ　ｏｆ　ＰＡＮＩ　ｏｎ　ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｉｎ　ｓａｔｕｒａｔｅｄ　ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ　ｃｏａｔｉｎｇｓ，ｅｐｏｘｙ—ｐｏｌｙａｍｉｄｅ　ｃｏａｔｉｎｇｓ　ａｎｄ　ｅｐｏｒｙ—ｄｉｅｔｈｙｌｅｎｅ　ｔｒｉａｍｉｎｅ　ｃｏａｔｉｎｇｓ　ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ　ｗｅｒｅ　ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ　ｂｙ　ｅｍｌｏｙｉｎｇ　ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ　ｐｏｔｅｎｔｉａｌ　ａｇｉｎｇ　ｔｅｓｔ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｉｎｄｉｃａｔｅ　ｔｈａｔ　ｐｒｏｐｅｒ　ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｏｆ　ＰＡＮＩ　ｃａｎ　ｉｍ。　ｐｒｏｖｅ　ｔｈｅ　ｓｏｌｕｂｉｌｉｔｙ　ａｎｄ　ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ　ｏｆ　ｐｏｌｙａｎｉｌｉｎｅ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｃｏａｔｉｎｇｓ，ｔｈｕｓ　ｅｎｈａｎｃｅ　ｔｈｅ　ｃｏａｔｉｎｇｓ’ａｎｔｉｃｏｒｒｏｓｉｏｎ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ．Ｉｎ　ＰＡＮＩ　ｓｏｌｕｔｉｏｎ．ｔｈｅ　ａｄｖｉｓａｂｌｅ　ａｄｄｉｔｉｏｎ　ｏｆ　ｒｅｄｕｃｔａｎｔ　ｐｈｅｎｙｌｈｙｄｒａｚｉｎｅ　ｉｓ　１％．Ｉｎ　ｔｈｅ　ｃｏａｔｉｎｇ　ｆｏｒ—　ｍｕｌａｔｉｏｎ．ｔｈｅ　ｏｐｔｉｍｕｍ　ｍａｓｓ　ｒａｔｉｏ　ｏｆ　ｅｐｏｘｙ：ｐｏｌｙａｍｉｄｅ　ｈａｒｄｅｎｅｒ：ｐｏｌｙａｎｉｌｉｎｅ　ｉｓ　１：１：０．０６．Ｔｈｅ　ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ　ｐｏ—　ｔｅｎｔｉａｌ　ｏｆ　ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ　ｃｏｖｅｒｅｄ　ｗｉｔｈ　ｔｈｉｓ　ｃｏａｔｉｎｇ　ｃａｎ　ｂｅ　ｉｎｃｒｅａｓｅｄ　ｕｐ　ｔｏ一３０５　ｍＶ．　Ｋｅｙ　Ｗｏｒｄｓ：ｐｏｌｙａｎｉｌｉｎｅ；ｃｏａｔｉｎｇｓ；ａｎｔｉｃｏｒｒｏｓｉｏｎ；ｓｏｌｕｔｉｏｎ　ｂｌｅｎｄｉｎｇ；ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ　ｐｏｔｅｎｔｉａｌ　０　引　言　由于金属腐蚀造成的损失巨大，因此防腐涂料的研究一　直是金属防护和涂料工业中一个重要课题。传统涂层由于受　自身材料性质及工艺的限制，对金属基体的腐蚀防护作用往　往不理想，而且有相当一部分涂层因含铅或铬酸盐等有毒物　质，在制备及施工过程中存在环境污染的危险，这些都与社会　经济可持续发展战略的要求不相适应　Ｉ２ｊ。因此，开发新型　高耐蚀涂层材料及其绿色制备技术成为金属腐蚀与防护领域　所追求的目标之一。在过去的几十年中，导电聚合物的迅速　发展给这一问题的解决带来了新的契机。一般认为，导电聚　合物促使金属和聚合物界面形成钝化层，从而减缓腐蚀，使金　属得到保护　。相对于其他导电高聚物，聚苯胺原料易得、　合成简单，具有较高的电导和潜在的溶液、熔融加工性，同时　具有良好的环境稳定性。长期以来人们一直在寻求聚苯胺防　腐涂料工业化的途径，但由于其在一般溶剂中溶解性差，导致　其在树脂中的分散差，限制了聚苯胺改性涂料的推广应用　。　本文通过对聚苯胺适当的还原处理改善其溶解性和在树脂中　的分散性，获得具有良好防腐性能的涂料，并讨论了涂料组分　及用量对防腐性能的影响。　１　实验部分　１．１主要原料和仪器　Ｅ一４４环氧树脂、低相对分子质量聚酰胺复合固化剂：广　州市东风化工实业有限公司产品；二乙烯三胺：化学纯，上海　凌峰化学试剂有限公司；掺杂态聚苯胺（ＰＡＮＩ）：自制；Ⅳ一甲　基吡咯烷酮：化学纯，合肥江淮化肥厂；苯肼：化学纯，上海第　三试剂厂。　Ｐ一７７—３型磁力搅拌机：江苏泰县姜埝无线电厂；ＰＨＳ一　２Ｃ型精密酸度计：上海虹益仪器仪表有限公司。　１．２涂料的制备　分别采用聚酯树脂和环氧树脂（Ｅ一４４）作为涂料的成膜　

活性炭改性研究进展

活性炭改性研究进展

活性炭改性研究进展

韩严和　全　燮　薛大明　赵雅之　陈　硕(大连理工大学环境科学与工程学院,大连116023)

摘　要　本文从表面结构特性、表面化学性质和电化学性质3个方面叙述了国内外在活性炭改性方面的研究进展。表面结构特性改性主要是从增大比表面积和控制孔径分布两方面展开,从而增大吸附量;表面化学性质改性主要是通过氧化还原改变表面含氧酸性、碱性基团的相对含量以及负载金属改性,从而改变对极性、极性较弱或非极性物质的吸附能力;电化学性质改性主要是通过加微电场改变活性炭表面的带电性和由此而产生的化学性质的变化,从而改变吸附性能。最后,本文还从活性炭的吸附性质方面,客观地提出了今后发展方向。关键词　表面结构性质　表面化学性质　电化学性质　活性炭　改性

Advanceofresearchonmodifiedactivatedcarbon

HanYanhe　QuanXie　XueDaming　ZhaoYazhi　ChenShuo(SchoolofEnvironmentalScienceandTechnology,DalianUniversityofTechnology,Dalian116023)

Abstract　Thepaperdepictstheadvanceofresearchonmodifiedactivecarbonathomeandabroadfromsurfacestructureproperties,chemicalcharacterizationandelectrochemicalcharacterization.Themodificationofsurfacestructurepropertiesismainlydonebyenlargingspecificsurfaceareaandcontrolporosity,according-lyenlargingadsorptioncapacity.Themodificationofsurfacechemicalcharacterizationisdonebyredoxtomodifyrelativecontentofoxygencontainingacidgroupandbasegroupandloadingofmetalcompound,ac-cordinglymodifytheadsorptioncapacityofdipoles,weakdipolesandnon-dipolesmolecules.Themodifica-tionofelectrochemicalcharacterizationismainlydonebyexposingactivatedcarbonunderweakelectricfieldtomodifythechargeofthesurfaceandchemicalcharacterchange,accordinglymodifytheadsorptioncapacity.Intheend,advanceofresearchisproposedinthefuturefromadsorptioncapacityofactivatedcarbon.Keywords　surfacestructureproperties;surfacechemicalcharacter;electrochemicalcharacter;activatedcarbon;modification

不同形态聚苯胺的研究进展

不同形态聚苯胺的研究进展

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不同形态聚苯胺的研究进展

作者：张杰 陈潇 程磊

来源：《硅谷》2011年第19期

摘 要： 综述聚苯胺的基本特性，并对不同形态聚苯胺的合成及应用做研究，同时指出聚苯胺研究领域中一部分亟待解决的问题，并对它的发展进行展望。

关键词： 聚苯胺；特性；合成；应用

中图分类号：O633 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）1010025－02

0 引言

近年来新技术革命迎来迅猛发展的机遇，功能材料尤其是高分子材料功能性就被提出更高的要求，这些功能性材料主要汇集在导电聚合物、磁性聚合物、液晶高分子、非线性光学聚合物上。2000年诺贝尔化学奖授予美国的MacDiamid和Heeger及日本的Hideki Shirakawa，以表彰他们开创的新的研究领域导电高聚物。导电高聚物的出现打破了聚合物为绝缘体的传统观念，同时也预示了这一新兴领域将得到长足的发展。聚苯胺（PANI）由于有良好的热稳定性和化学稳定性，并且对环境友好、易加工、廉价易得等优点，使得它在二次电池、电致变色、气体分离、防腐等领域有着广泛的应用前景，从而成为目前导电高聚物领域最受关注的三大（聚苯胺、聚噻吩和聚吡咯）导电高分子品种之一。

1 聚苯胺的合成

1.1 膜、纤维、棒状聚苯胺的合成

1.1.1 化学氧化聚合法

化学氧化聚合法是在酸性介质的条件下，用适当的氧化剂对苯胺单体进行氧化的一种方法。过硫酸氨是最常用的氧化剂，此外，还有铬酸钾、过氧化氢、三氯化铁等；研究表明，氧化剂的浓度过低仅仅会影响产率，而浓度过高则会使聚苯胺降解，产生大量的苯胺齐聚物或溶于水的物质。常用的质子酸则包括盐酸、磷酸、硫酸等无机酸和萘磺酸、十二烷基苯磺酸等有机酸。质子酸有两方面的作用：一作为掺杂剂，这对聚苯胺的特性（如导电性）影响很大；二作为酸度控制剂，来控制反应所需要的PH值。MacDiamid[1]的研究结果表明反应在PH介于0和2之间时聚苯胺的氧化度和电导率达到最佳。反应温度一般选择低温，因为聚苯胺的聚合是放热反应，温度过高会产生暴聚而引起产物的降解。反应机理目前最为人们接受的是阳离子龙源期刊网