[发明专利]一种超支化聚硅氧烷改性聚苯胺及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种有机高分子化合物及其制备方法，特别涉及一种改性聚苯胺及其制备方法。

背景技术

聚苯胺是一种被广泛研究的本征导电聚合物，主链上含有交替的苯环和氮原子，在质子掺杂或氧化反应之后能显示出导电性，可用于制备传感器、电池、电容器等。但是聚苯胺一般只能溶解于N-甲基吡咯烷酮中，限制了其应用领域。另一方面，随着功能材料不断向大功率、小尺寸、质轻的方向发展，对材料的耐热性也提出了更高的要求。因此，如何在保持聚苯胺导电性的基础上提高聚苯胺的耐热性和溶解性成为聚苯胺研发的重要内容。

在本发明做出之前，中国发明专利（CN 100523048C）公开了一种水溶性自掺杂聚苯胺接枝共聚物的制备方法，它将聚苯胺接枝到苯乙烯磺酸和氨基苯乙烯的共聚物上，形成的接枝共聚物溶解性较好，在较宽pH范围内能防止掺杂剂迁移而导致相分离。但是该方法合成路线复杂，产率不高但是该方法合成步骤较多，且第一步的产率仅为40%，极大的限制了其工业运用；此外，分子链上存在较多的磺酸基团，一定程度上降低了材料的热性能。

中国发明专利（CN 101190967A）公开了一种氯代聚苯胺的制备方法，其利用部分氧化状态聚苯胺或全还原态聚苯胺与双氧水在浓盐酸中室温下氯化反应1～4h制备获得氯代聚苯胺，该氯代聚苯胺的每6个碳原子含有2～4个氯原子。但该方法使用强氧化剂双氧水，会提高产物的氧化状态，一定程度上会损害氯代聚苯胺的电导率及溶解性。

中国发明专利（CN 102300907A）公开了一种聚苯胺加成预聚物、聚苯胺接枝聚合物的制备方法，它是将聚苯胺与含缩水甘油基或含异氰酸酯基的（甲基）丙烯酸酯反应获得双键，再与另一含双键的单体共聚得到聚苯胺接枝聚合物，并进一步交联成网状结构。但是接枝的聚合物为热降解温度较低的丙烯酸酯类，必然会导致该聚苯胺接枝聚合物整体热性能下降；反应过程中掺杂位点较少，导致电导率较低。

由上述现有技术可以看到，目前的聚苯胺改性技术难以采用简单易行的制备方法，在基本保持聚苯胺原有良好的导电性的基础上，同时提高聚苯胺的热稳定性和溶解性。因此，研制新型的高性能聚苯胺及其制备方法具有重要的意义和应用价值。

发明内容

为了克服现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种改性的聚苯胺，它在保持聚苯胺良好的导电性的基础上，能够获得高的热稳定性和溶解性，且该改性聚苯胺的制备方法简单易行。

实现本发明目的所采用的技术方案是提供一种超支化聚硅氧烷改性聚苯胺的制备方法，包括如下步骤：在N₂保护和搅拌条件下，按质量比，将10份聚苯胺溶解于500～1000份二甲基亚砜中，得到聚苯胺溶液；在聚苯胺溶液中逐滴加入1～3份经封端处理的含环氧基的超支化聚硅氧烷和0.05～0.1份的盐酸，在20～50℃的温度条件下搅拌10～72小时；反应结束后，洗涤、抽滤，去除溶剂，得到超支化聚硅氧烷改性聚苯胺。

所述的聚苯胺的制备方法为：在N₂保护下，按摩尔计，将1份聚苯胺类单体与0.5～1份掺杂酸的水溶液混合，在温度为0～5℃的搅拌条件下，滴加1份引发剂的水溶液；滴加完毕后，反应5～24小时，再分别用掺杂酸的水溶液、丙酮、去离子水洗涤，经抽滤，干燥后，得到聚苯胺。

所述的聚苯胺类单体为苯胺、邻甲苯胺、间氨基苯磺酸、2,3-二甲基苯胺、间甲苯胺、邻氨基苯磺酸、邻氨基苯甲酸、间氨基苯甲酸的均聚物或它们任意组合的共聚物。

所述的掺杂酸为盐酸、硫酸、硝酸、氨基磺酸、对甲苯磺酸、β-萘磺酸、樟脑磺酸或十二烷基苯磺酸。

所述的引发剂为过硫酸铵或过硫酸钾。

所述的经封端处理的含环氧基的超支化聚硅氧烷的制备方法为：在N₂保护下，按摩尔计，将11～16份蒸馏水与10份含环氧基团的三烷氧基硅烷混合均匀，加入40～60份溶剂无水乙醇，在搅拌条件下缓慢滴加0.001～0.003份催化剂，滴加完毕后升温至50～70℃，反应6～8小时后，得到混合物A；按摩尔计，将6～8份蒸馏水与6份封端剂混合均匀，加入30～40份溶剂无水乙醇，在搅拌条件下缓慢滴加0.001～0.003份催化剂，滴加完毕后升温至50～70℃，反应4～6小时后，得到混合物B；再将混合物B逐滴加入混合物A中，升温至50～70℃，反应6～8小时后静置8～12小时，取下层溶液，洗涤、干燥，得到经封端处理的含环氧基的超支化聚硅氧烷。