【正文】 m／min，光滑度2 nm，狹縫2 .00 nm。 特性粘度[η] 測定旋轉(zhuǎn)粘度計測量,溶劑為去離子水,溫度25 ℃。其溶解度S為：式中：m1為初次稱量的聚苯胺質(zhì)量，g；m2為未溶解的聚苯胺質(zhì)量，g。 性能測試與表征 水溶性測定稱取0. 1 g HCI／DBSA混合摻雜的PAn樣品,加入20 mL 蒸餾水中, 50℃恒溫下充分攪拌,觀測是否能完全溶解。反應完畢，將乳液破乳、過濾、洗滌、干燥，最終得到HCI／DBSA 混合摻雜的聚苯胺。在反應器中加入 200 mL水、二甲苯混合溶劑(V(H20)：V(二甲苯)=3：1)和適量的十二烷基苯磺酸，快速攪拌 10 min，將 mol的苯胺加入到正在攪拌的混合溶液中，混合均勻后溶液呈乳白色，然后加入適量的鹽酸。 實驗原材料及儀器 實驗主要原料苯胺 分析純 天津市福晨化學試劑廠十二烷基苯磺酸 工業(yè)級 安陽市興亞洗滌用品有限公司二甲苯 分析純 天津市富宇精細化工有限公司過硫酸銨 分析純 國藥集團化學試劑有限公司鹽酸 分析純 北京化工廠丙酮 分析純 天津市富宇精細化工有限公司氨水 分析純 西安市長安區(qū)化學試劑廠氯化鈉 分析純 上海實驗試劑有限公司叔丁醇 分析純 天津市富宇精細化工有限公司 實驗主要儀器實驗中用到的主要儀器如表21所示。第二章 合成實驗研究有機磺酸(如十二烷基苯磺酸、對甲基苯磺酸等)同時含有極性和非極性基團，摻雜聚苯胺，不僅能夠提高聚苯胺的溶解度，而且環(huán)境穩(wěn)定性也優(yōu)于小分子無機酸的摻雜。本課題將采用乳液聚合法制備水溶性導電型聚苯胺。水溶性導電型聚苯胺的性能，與其制備過程中氧化劑（過硫酸銨）、摻雜劑（十二烷基苯磺酸／鹽酸）的含量和配比有著密切的聯(lián)系，還受溫度和反應時間的影響。而水成本低廉, 具有環(huán)境友好型特性, 故研制反應條件溫和、使用過程中無污染的水溶性導電聚苯胺取代僅穩(wěn)定分散或溶解于有機溶劑中的導電聚苯胺不僅可以避免環(huán)境污染而且會帶來更大的經(jīng)濟效益, 從而引起了人們極大的關注。　通過近年來國內(nèi)外研究者的努力, 聚苯胺的溶解性和可加工性已有很大的改善, 目前已經(jīng)解決了導電聚苯胺在普通有機溶劑中的懸浮穩(wěn)定性, 甚至溶解性問題。在溶劑性涂料中使用的球狀金屬填料在水溶性涂料中容易沉降。如何在保證其電導率的同時增加其可溶性，即在獲得易于加工的PANI的同時，最大限度地保持其原有的高導電性就成為導電PANI的發(fā)展方向。然而在實際應用中, 聚苯胺也遇到了一些問題。表現(xiàn)出優(yōu)良的電化學性能及其光學性能。用此復合膜組裝的電致變色器件在較低電壓(1 V) 下,無需固體電解質(zhì)就能顯示淺黃 綠 藍三種顏色。研究了不同SPSA 對PANI穩(wěn)定性和成膜性的影響。近年來,電致變色的研究轉(zhuǎn)向電致變色聚合物薄膜,這個領域的新進展是合成對比性高、著色效率快的新型電致變色聚合物。作為一種很有應用前景的新型功能材料,電致變色材料在大型顯示、光開關、電致變色存儲器件、建筑窗玻璃及其靈巧窗上都有廣泛的應用前景。在外觀上則表現(xiàn)為材料的透射與反射特性及其顏色發(fā)生可逆改變。Armes 等在聚苯胺合成的體系中加入少量能接枝聚苯胺且有較強作用的水溶性聚合物制得乳液,用作防腐和防靜電涂料。L 1 鹽酸中碳鋼和不銹鋼的緩蝕率,由于聚苯乙烯磺酸摻雜制備的聚苯胺對碳鋼和不銹鋼的緩蝕優(yōu)于其它兩種方法,從而確定了聚苯乙烯磺酸摻雜聚合方法。林衛(wèi)麗等[21]通過乳液聚合、聚苯乙烯磺酸摻雜聚合和苯胺衍生物聚合方法制備了緩蝕水溶性聚苯胺。 隨著對聚苯胺聚合工藝的深入研究,其溶解性得到了有效的改善,制備水溶性聚苯胺已成為可能。至今已有大量研究報道了聚苯胺防腐機理和防腐效果。導電涂料呈以下發(fā)展趨勢：（1）在金屬防腐中的應用 在對聚苯胺的研究過程中,DeBerry 首先發(fā)現(xiàn)聚苯胺對鐵基金屬具有良好的緩蝕作用。 水溶性導電型聚苯胺發(fā)展趨勢及展望隨著水溶性導電涂料研究和開發(fā)的不斷深人，其應用也日益廣泛，尤其是在電子工業(yè)、建筑工業(yè)、航空和軍用工業(yè)等領域，具有重要的實用價值。（6）聚苯胺可用作高溫材料導電聚苯胺納米材料經(jīng)測試其熱失重溫度大于200℃，遠遠大于其他塑料制品，所以還可以制備成高溫材料。 （4）聚苯胺可用作選擇電極納米聚苯胺對于某些離子和氣體具有選擇性識別和透過率，因此可作為離子或氣體選擇電極。（2）聚苯胺可用作抗靜電和電磁屏蔽材料由于它具有良好的導電性，且與其它高聚物的親合性優(yōu)于碳黑或金屬粉，可以作為添加劑與塑料、橡膠、纖維結(jié)合，制備出抗靜電材料及電磁屏蔽材料(如用于手機外殼以及微波爐外層防輻射涂料、和軍用隱形材料等)。這種聚合物涂層優(yōu)勝于鋅之處﹐還在于其本身不屬于重金屬﹐因此對食物鏈和人體健康的影響較小﹐而且較鋅便宜﹐更可用于幾乎所有金屬表面。研究人員發(fā)現(xiàn)﹐在金屬表面涂上聚苯胺涂料之后﹐能夠有效阻止空氣﹑水和鹽分發(fā)揮作用﹐遏止金屬生銹和腐蝕。在導電聚苯胺產(chǎn)品的開發(fā)中，目前最有成效的是德國的Ormecon公司，該公司主要生產(chǎn)導電聚苯胺防腐涂料和抗靜電涂料，已經(jīng)在美國、日本和韓國分別建立了Ormecon America，Ormecon Japan及 Ormecon Korea三家子公司，已經(jīng)成為全球最有影響力的導電聚苯胺產(chǎn)品公司。它是一類特種功能材料，具有塑料的密度，又具有金屬的導電性和塑料的可加工性，還具備金屬和塑料所欠缺的化學和電化學性能，在國防工業(yè)上可用作隱身材料、防腐材料，民用上可用作金屬防腐蝕材料、抗靜電材料、電子化學品等。水溶性導電PANI的研究就成為導電PANI的又一研究熱點?？墒牵蠖鄶?shù)有機溶劑都會造成不同程度的環(huán)境污染。1990年，王佛松等報道了他們合成的導電PANI可部分或全部溶于氯仿、四氫呋喃、Ⅳ甲基吡咯烷酮(NMP)等有機溶劑中。1991年以后，圍繞聚苯胺的可加工性，深入開展聚苯胺的結(jié)構(gòu)和性能研究，并開發(fā)聚苯胺在防腐、防污涂料及其它方面的實際應用。這項研究，后來得到國家自然科學基金、中國科學院和有關部門的連續(xù)資助，一直延續(xù)至今。1984年，MaeDiarmid首先報道聚苯胺的質(zhì)子酸摻雜。具有易成膜且膜柔軟、堅韌等優(yōu)點和優(yōu)良的電致變色性, 在日用商品及高科技等方面有著廣泛的應用前景。由于導電高分子材料作為新興不可替代的基礎有機材料之一, 對導電高分子研究具有重大的理論價值和應用價值。 水溶性導電型聚苯胺 國內(nèi)外進展及研究現(xiàn)狀聚合物一直被認為是絕緣體, 但是自從1976年, 美國賓夕法尼亞大學的MaeDiarmid領導的研究小組首次發(fā)現(xiàn)摻雜后的聚乙炔具有類似金屬的導電性以后, 人們對共軛聚合物的結(jié)構(gòu)和認識不斷深入和提高, 逐漸產(chǎn)生了導電高分子這門新興學科。這一變化對應著聚苯胺晶型的變化, 表明摻雜率小于25% 時, 摻雜只發(fā)生在非晶區(qū)。當摻雜率小于 25% 時, Pauli 磁化率基本不變。然而, 有些實驗現(xiàn)象似乎與“金屬島”模型相矛盾。衡量水的存在可降低隧道障礙的有效高度和寬度,從而利于導電。大于宏觀所測的電導率。充分摻雜的三維微“金屬島”存在于未摻雜的絕緣母體中, 若摻雜進一步進行,“島”的尺寸可稍微增大, 形成新的“金屬島”計算表明,“金屬島”內(nèi)的電導率約為250 S(2) 顆粒金屬島模型顆粒金屬島模型的提出是基于如下的實驗事實:中等摻雜程度聚苯胺(摻雜率小于30% )的 Pauli 磁化率隨摻雜率的升高成線性增加[16]。當將聚苯胺進行真空處理時, 其聲頻電導值和介電常數(shù)均顯著下降, 類似直流電導的情況。但這一模型只考慮到雙極化子態(tài), 不適用于高摻雜時所形成的極化子晶格, 顯得有些不夠完善。為解釋這些實驗現(xiàn)象, 王利祥等[14]認為聚苯胺的導電過程是通過電子躍遷來實現(xiàn)的, 即電子從還原單元遷移到氧化單元上, 而電子發(fā)生躍遷的基本前提是水在單元之間交換, 改變熱力學狀態(tài)。Nechtschein等[13]報道, 真空干燥后的聚苯胺的電導率隨吸水量的增加而增大。當聚苯胺被摻雜以后, 其分子結(jié)構(gòu)中的π或π*鍵軌道通過形成電荷遷移復合物而被充滿或空著, 此時聚苯胺便具有了導電性。實驗表明, 參與聚苯胺導電的載流子是極化子, 極化子可以看作是均勻分布在大分子鏈上的自由電荷的一種集體行為。質(zhì)子進入到高分子鏈上后, 高分子鏈上的正電荷均勻分布于整個高分子鏈上。從動力學上看, 因為成鹽反應速度很快, 整個摻雜過程的速度由質(zhì)子酸在聚苯胺顆粒中的擴散過程控制。為了保持鏈的電中性, 摻雜劑的陰離子。本征態(tài)聚苯胺(中間氧化態(tài)) 經(jīng)質(zhì)子酸摻雜后呈綠色,一般稱為摻雜態(tài)聚苯胺。摻雜過程中, 聚苯胺的大分子鏈上沒有電子得失。利用DBSA 提高可溶性和HCl 改善導電結(jié)構(gòu)的特點，使得到的衍生物可溶于氯仿等一般溶劑中，得到的電導率比HClPANI和DBSAPANI明顯提高[11]。與化學氧化合成的聚苯胺相比， 溶解性顯著提高。乳液聚合