国产在线中文字幕亚洲,一区视频国产精品观看,欧美日韩国产高清片,久久久久久AV无码免费网站,亚洲无码一二三四五区,日韩无码www.,sese444

您好,歡迎來到維庫電子市場網 登錄 | 免費注冊

聚苯�
閱讀�20081時間�2011-09-22 10:50:26

  聚苯胺(Polyaniline� 聚苯胺的主鏈上含有交替的苯環(huán)和氮原子,是一種特殊的導電聚合�。它具有�(yōu)良的電化學活性和�(huán)境穩(wěn)定�,廣泛應用于在蓄電池、光電化學電��充電電池、非線性光學材���(fā)光二極管、電�屏蔽材料等方��

概述

  聚苯胺一種發(fā)�(xiàn)最早的共軛導電聚合�,其電導率在5�10S/cm之間。在酸性介質中,苯胺單體經電化學或化學氧化聚合成導電聚苯胺。它由還原單元和氧化單元構成,其比值在0�1之間,不同比值對應于不同的結�、組�、顏色以及電導率。只有比值為1的中間氧化態(tài)經質子摻雜后可變?yōu)閷w。聚苯胺的電導率與體系的pH值有強烈的依賴關�。隨著pH值的減少,其電導率經歷明顯的絕緣體(pH值≥4�-半導體(2≤pH值≤4�-導體(pH值≤2)的變化,摻雜并沒使聚苯胺主鏈上的電子數(shù)�(fā)生變化。在電極表面生成的聚苯胺有更好的導電性能。聚苯胺的摻雜是質子酸型摻雜,因此摻雜過程是質子轉移過程,其電學性能不僅與聚合度,摻雜劑種類和摻雜程度等因素有關,而且還受到周圍介質酸度的影響。聚苯胺生產的原料便�,合成方法簡�,且空氣�(wěn)定性好,是一種具有工�(yè)化潛力的導電材料,廣泛應用在蓄電�、光電化學電�、非線性光學材料、發(fā)光二極管、電磁屏蔽材料等方面�

結構原理 

  聚苯胺是典型的有機導電聚合物,其結構中的π電子雖具有離域能力,但它并不是自由電�,分子中的共軛結構使π電子體系增大,電子離域性增�,可移動范圍增大,當共軛結構達到足夠大時,化合物即可提供自由電子,從而能夠導��

  聚苯胺可看作是苯二胺與醌二亞胺的共聚�,y值用于表征聚苯胺的氧化還原程�,不同的y值對應于不同的結構、組分及電導�。完全還原型(y=1)和完全氧化型(y=0)都為絕緣體�

  當用質子酸進行摻雜�,質子化�(yōu)先發(fā)生在分子鏈的亞胺氮原子上,質子酸�(fā)生離解后,生成的氫質子(H)轉移至聚苯胺分子鏈�,使分子鏈中亞胺上的氮原子發(fā)生質子化反應,生成荷電元激�(fā)�(tài)極化�。因此,半氧化半還原�(tài)的聚苯胺經質子酸摻雜�,分子內的醌�(huán)消失,電子云重新分布,氮原子上的正電荷離域到大共軛π鍵中,從而使聚苯胺呈�(xiàn)出高的導電��

作用

  1、聚苯胺可用作防腐蝕涂料

  德國科學家成功研制出一種基本上完全不怕生銹和腐蝕的塑膠涂�,這意味著日后要制造壽命過百年的汽車、游艇和大橋,將不再是天方夜��

  研究人員�(fā)�(xiàn),在金屬表面涂上聚苯胺涂料之�,能夠有效阻止空�、水和鹽分發(fā)揮作用,遏止金屬生銹和腐�。這種塑膠涂料成本低,用法簡便,而且不會破壞�(huán)��

  簡單而言,銹蝕是由金屬原子與氧氣結合而成,并會削弱金屬的結構。為此人們一般會在金屬表面涂上漆油或鍍上鋅層,以減慢金屬氧化成銹的過�。不�,漆油和鋅層的耐用程度卻有限�

  相對于漆油和�,聚苯胺的功能大相徑�。它不是用作屏障,而是充當催化�,以干擾金屬氧化成銹這個化學反�。聚苯胺先從金屬吸取電子,然后將之傳到氧氣中。這兩個步驟會形成一層純氧化物以阻止銹蝕�

  在實驗室的環(huán)境下,用聚苯胺制造出一種「耐用的有機金屬�,其防銹能力較鋅強一萬�。在實地測試方面,聚苯胺的防銹效能則下降至介乎鋅的三至十�,這已是很大的進步,并且還有更大的潛力提升性能�

  納米聚苯胺還可以制成聚苯�/�(huán)氧共混體�、聚苯胺/聚氨酯共混體�、聚苯胺/聚酰亞胺共混體系、聚苯胺/苯乙烯丙烯酸共聚物(SAA)共混體系以及聚苯胺/聚丁基異丁酸酯共混體系等,這些共混物可用于各種場合的表面保��

  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�,而且較鋅便宜,更可用于幾乎所有金屬表�。目�,日�、韓�、意大利、德國和法國等歐亞國家,都已開始采用聚苯��

  2、聚苯胺可用作抗靜電和電磁屏蔽材�

  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�,可以作為添加劑與塑�、橡�、纖維結�,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)�

  3、聚苯胺可用作二次電池的電極材料

  高純度納米聚苯胺具有良好的氧化還原可逆�,可以作為二次電池的電極材料�

  4、聚苯胺可用作選擇電�

  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�

  5、聚苯胺可用作特殊分離膜

  納米聚苯胺因其具有良好的氧化還原可逆性也可制成特殊分離膜��

  6、聚苯胺可用作高溫材�

  導電聚苯胺納米材料經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��

  7、聚苯胺可用作太陽能材料

  納米聚苯胺具有良好的導熱�,其導熱系數(shù)是其他材料的2—�3�,所以可作為�(xiàn)有太陽能材料的替代產��

應用

  1、聚苯胺在金屬防腐領域的應用

  金屬腐蝕給國民經濟帶來了巨大的損�,由腐蝕引起的破壞事例遍及所有使用金屬的場合。據(jù)�(tǒng)�,每年由于腐蝕而報廢的金屬設備和材料相當于金屬年產量的1/3,造成的損失非常巨��1985�,DeBerry�(fā)�(xiàn),在酸性介質中用電化學法合成的聚苯胺膜能使不銹鋼表面活性鈍化而防�,這一特點引起了人們的關注,從此人們在腐蝕防護領域開始了導電高分子膜的應用研究。其防腐機理為:聚苯胺使金屬和聚苯胺膜界面處形成一層金屬氧化膜,該金屬的電極電位處于鈍化區(qū),從而得到保�。聚苯胺的氧化還原電位比鐵高,當兩者相互接觸時,在水和氧的參與下發(fā)生氧化還原反�,在界面處形成一層致密的金屬氧化膜�

  聚苯胺作為一種優(yōu)良的防腐材料逐漸被引起重�,并且有可能成為聚苯胺最有希望的應用領域。研究結果顯�,聚苯胺在環(huán)境pH值≥7時具有完全氧化態(tài)(LEB)和半氧化態(tài)(EB)結構,這兩種結構的聚苯胺在金屬的防護過程中,只起到一種機械隔離作用,它類似于金屬表面的非金屬涂裝保護這種形式,當金屬表面的聚苯胺有缺損時,它對該部位不能起到保護作用;而當聚苯胺在�(huán)境pH�<7�,聚苯胺結構�(fā)生變�,形成聚苯胺鹽(ES)形�(tài),此時聚苯胺具有良好的導電性和電化學活�。當金屬表面的聚苯胺有缺損時,它對該部位起一種催化鈍化作用,使缺損聚苯胺涂層的金屬裸露部分在酸性條件下,發(fā)生陽極氧化反�,快速恢復表面鈍化層。聚苯胺對氧氣的滲透起到了屏障作用,使之無法直接滲透到金屬表面,從而吸氧腐蝕無法發(fā)生。同時在鐵被氧化過程中產生H ,可以進一步摻雜本征態(tài)聚苯�。通過在聚苯胺上引入磺酸基團等方法制備可溶性聚苯胺,人們采用機械涂膜的方法在金屬表面形成均勻完整的聚苯胺防腐膜,取得了很好的效果。作為防腐涂�,無論從試驗室結果還是實際檢測結果來�,聚苯胺都是較為理想的,尤其是其特有的抗腐蝕、抗劃傷能力更是單純�(huán)氧涂層不可比擬的。因�,聚苯胺類防腐涂料有較大的實用前景�

  2、聚苯胺在二次電池方面的應用

  由于聚苯胺具有良好可逆的電化學氧化還原性能,因而適宜做電極材料,制造可以反復充放電的二次電池�1991年日本橋石公司推出個商品化的聚合物鈕扣二次電池,其正極為聚苯胺,負極為鋰鋁合金,電解質是LiBF4,為了克服聚苯胺鋰電池易�、易�、干涸的缺點�20世紀90年代后期,用嵌鋰的炭電極取代金屬�。這類商品化電極的充放電容量已�800Ah/kg�1000Ah/kg,現(xiàn)在這類電池市場占有率可以與鎳鎘或鎳氫電池相�。把電池中正負極活性物質和電解質都做成幾十微米厚的薄膜壓制在一�,日本已研究開發(fā)了薄膜型Li-Al/LiBF4-(PC DME�/Pan二次電池�

  Kitani�(fā)�(xiàn)用電化學合成的聚苯胺制成的蓄電池�1.0�1.7V之間�1mA/cm2進行充放電時,充 放電效率可達100,充電容量為40Ah/kg,可循環(huán)2000次以上。以化學合成的聚苯胺為正極組成全固態(tài)鋰電池在2.5�4.0V之間的充放電效率可達95,循�(huán)次數(shù)可超�200�。此外也有研究用聚苯胺的復合臘制備的二次電池,其電池容量密度可達120Ah/kg,可循環(huán)200次以��

  3、聚苯胺導電纖維的應�

  用聚苯胺制備導電纖維,不僅導電性優(yōu)良持�,而且通過改變摻雜酸的濃度,很容易調節(jié)纖維的電導率,這是其它纖維所不具備的�(yōu)良性質。在普通纖維中混用極少量的導電纖維,就能賦予纖維制品充分的抗靜電性能,而且抗靜電性能不會受到�(huán)境濕度的影響。文獻報�,以還原式聚苯胺為成纖高聚物,N-甲基吡咯烷酮為紡絲溶�,采用濕法紡絲制得聚苯胺纖維。在完成整個紡絲過程后,再對纖維進行氧化摻雜,賦予其導電�。該法制得的聚苯胺導電纖維的比電阻為1.05×10-2Ω·cm�

  4、聚苯胺在電磁屏蔽材料方面的應用

  隨著電器制品和電子器件的商業(yè)應用、軍事應用和科學應用的迅速增�,電磁干擾也稱作電磁�(huán)境污染問題日漸嚴�,電磁干擾屏蔽日益受到關注。導電聚苯胺具有重量�、韌性好、易加工和電導率易于調節(jié)的優(yōu)�,是一種優(yōu)良的電磁屏蔽材料。文獻報�,在頻率范圍10MHz�1GHz之間,用高導電率的聚苯胺作屏蔽材�,可得到20dB以上的屏蔽效力。高導電聚苯胺薄膜的厚度超過20μm�,其屏蔽效力大于40dB,可以滿足民用標�。但用導電聚苯胺作電磁屏蔽材料時,目前存在的關鍵問題是聚苯胺的電導率還不夠高。因此,提高聚苯胺的電導率是今后的主要研究目��

  5、聚苯胺在抗靜電方面的應�

  常用的抗靜電劑有復合型導電高分子材料和表面活性劑�。前者因其力學性能差、不耐腐蝕等缺點很難長期有效。而后者的抗靜電性則強烈的依賴于�(huán)境的濕度等,耐久性也不好。聚苯胺電導率可�10-5�105S/m范圍內調節(jié),與其它高分子材料的相容性大于金屬和炭黑,并且有好的�(wěn)定性和耐腐蝕性等,因此有望成為新的抗靜電材料�

  6、聚苯胺在其它方面的應用

  在電致發(fā)光管應用方面,聚苯胺是重要的新型顯示材料之一,會大大降低�(fā)光二極管的工作電�,在延長器件壽命方面,IBM研究小組使用導電聚苯胺作電極的隔離層,將�(fā)光器件的壽命延長�1000�。利用聚苯胺的電致變色特�,可以用它來做智能窗和各種電致變色薄膜器件,在軍事偽裝方面有著較大的應用前景。利用聚苯胺吸收微波的特性,法國已研制出了隱形潛��

  通過改變摻雜劑的種類和濃度調整材料的形態(tài),可精確控制聚苯胺薄膜的離子透過率及氣體透過率或分子尺寸的選擇�,因此聚苯胺也可用來制作選擇性透過�。聚苯胺在不同氧化態(tài)下體積有顯著的不�,對外加電壓有體積響應,可以用于制造人工肌�。聚苯胺還可用作光學器件及非線性光學器件�

更多精彩內容,請登入維庫電子通(www.06jpkg.cn�

維庫電子通,電子知識,一查百通!

已收錄詞�168429