[发明专利]聚苯胺/聚丙烯复合材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电极材料的制备方法，具体说是一种聚苯胺/聚丙烯复合材料的制备方法。

背景技术

导电高分子也称之为导电聚合物，是指具有非常大聚合度的化合物，其分子间由许多小的重复出现结构单位或单体经由共价键连接在一起的化合物，且在化合物两端施加电压时，在材料中出现电子的定向移动。目前，研究比较多的导电聚合物有聚吡咯、聚噻吩、聚对苯撑、聚对甲苯撑乙烯撑和聚苯胺等。

在众多导电高分子材料中，聚苯胺因为原料便宜，合成工艺简单，物理化学稳定性好，电导率高和优良的电致变色性等优点，在实用化方面有广泛的应用前景，成为近年来国内外研究的热点课题。

聚苯胺都是绝缘材料，聚苯胺分子中苯环的大π键与氮原子的共轭双键的长链并不足以使其导电，因此必须对它进行改性掺杂。掺杂的作用是将部份氧化单元的电子云移出，加入到还原单元的电子云。经过掺杂之后，聚苯胺的电导率可由掺杂前的绝缘体10^-9～10^-10S/cm提高到掺杂后的10^-1～10³S/cm，电导率达到半导体甚至是导体的水平。

然而，现有聚苯胺复合材料的制备工艺存在工艺复杂、产物聚合度低、导电性能差的技术缺陷。

发明内容

为克服现有技术的缺陷，本发明提出一种工艺简单、产物聚合度高、导电性能佳的聚苯胺/聚丙烯复合材料的制备方法。

本发明采用如下技术方案实现：一种聚苯胺/聚丙烯复合材料的制备方法，其包括步骤：

将过硫酸铵分散溶解于水中，得到硫酸铵溶液；

在硫酸铵溶液中加入苯胺并搅拌反应6-12小时，反应完成后得到聚苯胺溶液；

将聚苯胺溶液进行抽滤，然后用经无水乙醇和四氯化碳混合溶液溶解的硬脂酸加入聚苯胺溶液进行掺杂处理；

将掺杂处理完成后的聚苯胺进行抽滤，烘干研磨成面粉状的聚苯胺；

将聚苯胺与聚丙烯混合均匀，采用开放式炼胶机塑化处理为聚苯胺/聚丙烯复合材料，其中，聚苯胺在聚苯胺/聚丙烯复合材料中的质量百分含量为2％～10％。

其中，所述掺杂处理过程中采用电动搅拌器的转速调慢搅拌24-36小时。

其中，所述抽滤是采用真空泵进行抽滤。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明聚苯胺/聚丙烯是采用硬脂酸掺杂制备，通过红外光谱图、X射线衍射图谱分析，表明本发明所合成的样品是高结晶的聚苯胺，其导电性能达到应用标准。通过拉伸、冲击实验和高阻计的测量结果表明：随着掺杂量的提高，聚苯胺/聚丙烯复合材料样品的拉伸强度先减小后增大，接着又减小，其断裂伸长率亦是如此，故聚苯胺/聚丙烯复合材料的性能符合不同条件下的使用要求。另外，本发明的制备方法具有工艺简单和产物聚合度高的优点。

具体实施方式

在一个实施例中，本发明采用如下步骤制备聚苯胺/聚丙烯复合材料：

步骤一、制备聚苯胺晶体。

1、将过硫酸铵分散溶解于水中，得到硫酸铵溶液。

2、在硫酸铵溶液中加入苯胺并搅拌反应6-12小时，反应完成后得到聚苯胺溶液。

3、将聚苯胺溶液用真空泵进行抽滤，然后用经无水乙醇和四氯化碳混合溶液溶解的硬脂酸(即十八烷酸)加入聚苯胺溶液进行掺杂处理，并电动搅拌器的转速调慢搅拌24-36小时。

4、将掺杂处理完成后的聚苯胺采用真空泵进行抽滤，并将产品烘干，将烘干的聚苯胺研磨成面粉状的聚苯胺晶体。

步骤二、制备聚苯胺/聚丙烯复合材料。

制备聚苯胺/聚丙烯复合材料需要采用开放式炼胶机，设前辊温度150℃、后辊145℃，硫化机的机板温度180℃，预热3小时；取聚苯胺和聚丙烯混合均匀，并均匀的撒在开放式炼胶机的滚筒之间，进行10分钟塑化处理。在此过程中要使样品塑化均匀，之后将在硫化机中预热的模具盛放混炼的熔体。在下翻的过程中，速度要快、要避免气泡的形成。将模具放好在硫化机中，启动开关，待两板距离还有20cm时，换用电动开关，使两板慢速合拢。放真空、再点动合拢重复2至3次，材料压模5分钟，完成之后取下制备获得的聚苯胺/聚丙烯复合材料。