[发明专利]一种聚苯胺/P(MMA-BA-HEA)导电复合材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚苯胺/P(MMA-BA-HEA)导电复合材料的制备方法。

背景技术

聚苯胺是一种新型高分子导电材料，具有原料价格低、合成简单、导电率高、抗氧化性好、环境稳定性好等优点，成为研究的热点。到目前为止已在纳米材料、二次电池、抗静电及电磁屏蔽材料、防腐蚀材料、超级电容器、选择性透过膜、传感器、分子导线及分子器件、人工肌肉等方面获得应用。

但是，由于聚苯胺难熔难溶，综合力学性能差，无法用传统的方法直接成型加工，在很大程度上限制了其应用。目前，通过掺杂、制备聚苯胺衍生物或共聚态聚苯胺、制备聚苯胺水基分散胶体、制备聚苯胺复合材料来改善聚苯胺的加工性能。通过掺杂所制的聚苯胺材料分子链呈刚性，没有玻璃化温度，在熔融之前材料已经发生分解；苯胺与其他单体共聚，所制备的材料加工性得到改善，但其电导率明显下降。聚苯胺水基分散胶体在水溶液中的稳定性差，容易凝聚。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有一定玻璃化温度、热稳定性优良、溶解性好、电导率高、可加工的聚苯胺/P(MMA-BA-HEA)导电复合材料的制备方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

1)乳液制备：首先按质量份数将0.9～1.2份的脂肪醇聚氧乙烯醚、0.9～1.2份的十二烷基苯磺酸钠和0.05～0.1份的正戊醇加入到180～200份的去离子水中在搅拌下升温到70～75℃时保持恒温并用两只加料漏斗分别向其中滴加单体混合物和引发剂溶液，二者均在1.0～1.5小时内滴完，滴完后继续保温反应3小时，然后冷却到室温即得P(MMA-BA-HEA)共聚物的乳液；

所说的单体混合物由质量份数为45～50份的丙烯酸丁酯、18～22份的甲基丙烯酸甲酯和2～3份的丙烯酸羟乙酯混合而成；

所说的引发剂溶液为偶氮二异丙基咪唑啉的去离子水溶液，其中偶氮二异丙基咪唑啉的质量份数为5～10份、去离子水的质量份数为30份；

2)聚苯胺导电复合材料的制备：按质量份数取25～30份的苯胺与50～60份的P(MMA-BA-HEA)共聚物的乳液在反应器内搅拌混合均匀并用0.2mol/L的盐酸调节PH值为1～1.5得混合乳液，按质量份数取10～15份的过硫酸铵与25～30份的去离子水混合得过硫酸铵水溶液，将过硫酸铵水溶液滴加到混合乳液中，滴加时间为2～2.5小时，控制反应温度为10～15℃，反应时间为10～15小时，将所得乳液用无水乙醇破乳，沉淀过滤并用无水乙醇洗涤，直到滤液pH值为6，于60℃真空干燥，研磨成粉末即为聚苯胺/P(MMA-BA-HEA)复合材料。

本发明将苯胺与其他塑性高分子材料复合改善聚苯胺的加工性、溶解性，同时这种方法对聚苯胺的导电率影响较小。本发明所得聚苯胺导电复合材料具有良好的导电及加工性能，复合材料电导率最高达到1.472S·cm^-1，复合材料PANI/P(MMA-BA-HEA)在有机溶剂中如环己酮、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜中具有良好的溶解性，解决了聚苯胺导电材料的加工困难和应用方面的问题。因此，本发明制备的材料与现有的聚苯胺复合材料比较，具有一定玻璃化温度、热稳定性优良、溶解性好、电导率高、可加工的聚苯胺导电复合材料，达到国内外先进水平。

具体实施方式

实施例1：1)乳液制备：首先按质量份数将0.9份的脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO₉)、0.9份的十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和0.05份的正戊醇加入到180份的去离子水中在搅拌下升温到70℃时保持恒温并用两只加料漏斗分别向其中滴加单体混合物和引发剂溶液，二者均在1小时内滴完，滴完后继续保温反应3小时，然后冷却到室温即得P(MMA-BA-HEA)共聚物的乳液；

所说的单体混合物由质量份数为45份的丙烯酸丁酯(BA)、18份的甲基丙烯酸甲酯(MMA)和2份的丙烯酸羟乙酯(HEA)混合而成；

所说的引发剂溶液为偶氮二异丙基咪唑啉(AIP)的去离子水溶液，其中偶氮二异丙基咪唑啉的质量份数为5份、去离子水的质量份数为30份；