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高纯度纳米导电聚苯胺的制备与应用

简介

一、技术背景
导电聚合物是从二十世纪七十年代末期发展起来的一种新型材料,这类聚合物具有非定域的兀电子共轭体系,经掺杂后可具备一定的电导率。由于导电聚合物具有密度小、质量轻、导电性能可根据需要在导体、半导体和绝缘体之间进行调节的特点,并且在可逆的氧化—还原过程中伴随着电致变色、体积变化、光致发光等现象,这类材料在金属防腐、高能电池、发光二极管、新型显示屏、化学及生物传感器、微波吸收等领域有广阔的应用前景。

二、技术原理
通过反相微乳液法合成了聚苯胺/碳纳米管复合物,此复合物是核壳结构的同轴共轭聚合物/碳纳米管复合物。这种核壳结构的同轴共轭聚合物/碳纳米管复合物很好地解决了多层碳纳米管的分散性难的问题。由于协同效应,这种包覆型核壳结构的同轴共轭聚合物—碳纳米管的复合物,能够将碳纳米管优异的光电性、机械性能、热稳定性与共轭聚合物(如可溶性聚苯胺、聚噻吩等)优良的溶解性、成膜性、光电性能结合起来,得到综合性能优良的光电功能材料,进而制作各种光电功能器件。本技术产品微观图如图1、图2所示。


               

三、应用影响
导电聚苯胺的用途十分广泛。由于聚苯胺具有良好的氧化还原可逆性,可以作为二次电池的电极材料;由于它具有良好的导电性,且与其它高聚物的共混性优于碳黑或金属粉,可以作为添加剂与塑料、橡胶、纤维结合,制备出抗静电材料及电磁屏蔽材料(如用于手机外壳以及微波炉外层防辐射涂料等);聚苯胺还可以用作舰船防腐蚀涂料,因为它可以使钢铁的腐蚀电位正移(如用作舰船防腐蚀 涂料、油罐以及油罐车的防腐蚀抗静电涂层等)。它还可以制成聚苯胺/环氧共混体系、聚苯胺/聚氨酯共混体系、聚苯胺/聚酰亚胺共混体系、聚苯胺/苯乙烯丙烯酸共聚物(SAA)共混体系以及聚苯胺/聚丁基异丁酸酯共混体系等,这些共混物可用于各种场合的表面保护;聚苯胺对于某些离子和气体具有选择性识别和透过率,因此可作为离子或气体选择电极;导电聚苯胺因其具有良好的氧化还原可逆性也可制成特殊分离膜等

四、应用范围

本技术应用于导电塑料,导电纤维、屏蔽材料、抗静电材料、耐腐蚀涂料、传感器探头、以及军工产品,可以取代导电石墨等目前市场上的现有产品 。

五、技术指标

目前,本技术进入生试阶段,可以量产,另外,还可以达到以下指标:
导电率高,10-3~10-1;
纳米级~100nm。

工艺流程简介


技术特色

本技术中的导电聚合物纳米纤维具有以下特点:
具有其他纳米纤维一样的高比表面积和高长径比;
还具有优良的导电性,使其具有更大的应用潜力和研究价值,在纳米微电子电路、分子导线、纳米线圈等方面显示出巨大的潜在性能和应用价值;
我们制备的导电聚苯胺纳米材料经测试其热失重温度大于 460℃,远远大于其他塑料制品,所以还可以制备耐高温材料。

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