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中文名称:聚苯胺 英文名称:Polyaniline CAS:25233-30-1 聚苯胺聚苯胺MDL:MFCD00284320 分子式:C12H14N4聚苯胺,高分子化合物的一种,具有特殊的电学、光学性质,经掺杂后可具有导电性。在电子工业、信息工程、国防工程等的开发和发展方面都具有多种用途。性质特点聚苯胺随氧化程度的不同呈现出不同的颜色。完全还原的聚苯胺(Leucoemeraldine碱)不导电,为白色,主链中各重复单元间不共轭;经氧化掺杂,得到Emeraldine碱,蓝色,不导电;再经酸掺杂,得到Emeraldine盐,绿色,导电;如果Emeraldine碱完全氧化,则得到Pernigraniline碱,不能导电。聚苯胺具有优良的环境稳定性。可用于制备传感器、电池、电容器等。聚苯胺由苯胺单体在酸性水溶液中经化学氧化或电化学氧化得到,常用的氧化剂为过硫酸铵(APS)。中性条件下聚合的聚苯胺常含有枝化结构。绿色聚苯胺由苯胺单体在酸性水溶液中经化学氧化或电化学氧化得到,具有良好的导电性能,具有优良的环境稳定性。可用于制备传感器、电池、电容器等。聚苯胺通过“氧化还原掺杂”处理,掺杂后的聚苯胺导电率提高10个数量级以上,并改善了其在溶剂中的溶解性和加工性能。另外,通过特殊方法处理得到的水溶性好的聚苯胺,可以在水性体系里面使用。聚苯胺可以作为电磁波屏蔽材料,耐腐蚀材料,同时可以吸收微波,还可以用来作为检测空气中氮氧化物的含量的材料以及H2S,SO2等有害气体的含量。聚苯胺的应用及市场简介如下:聚苯胺是一种高分子合成材料,俗称导电塑料。它是一类特种功能材料,具有塑料的密度,又具有金属的导电性和塑料的可加工性,还具备金属和塑料所欠缺的化学和电化学性能,在国防工业上可用作隐身材料、防腐材料,民用上可用作金属防腐蚀材料、抗静电材料、电子化学品等。性能特点组成:聚苯胺及有机质子酸用途:防腐蚀,防静电,用于船泊,电子,化工,纺织等领域。外观颜色:深绿色或者浅绿色粉末。导电率:10.6—100(s/cm)粒径:小于20um纯度:98.0wt%以上掺杂率:大于30%(摩尔比)分散性:在二甲苯,丁醇溶剂中可分散,浓度超过10 wt%,可加工温度:低于150℃,气味:无味分解温度:在空气中超过120度吸水性:在空气中可吸3-5%的水份。
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聚苯胺的应用及市场简介 聚苯胺是一种高分子合成材料,俗称导电塑料。它是一类特种功能材料,具有塑料的密度,又具有金属的导电性和塑料的可加工性,还具备金属和塑料所欠缺的化学和电化学性能,在国防工业上可用作隐身材料、防腐材料,民用上可用作金属防腐蚀材料、抗静电材料、电子化学品等。广阔的应用前景和市场前景使其成为目前世界各国争相研究、开发的热门材料。 2005年国际上导电高分子的相关产品产值已达10亿美元,这当中电子化学品、抗静电材料、聚苯胺金属防腐蚀材料、电磁屏蔽材料占80%以上。 在导电聚苯胺产品的开发中,目前最有成效的是德国的Ormecon公司,该公司主要生产导电聚苯胺防腐涂料和抗静电涂料,已经在美国、日本和韩国分别建立了Ormecon America,Ormecon Japan及 Ormecon Korea三家子公司,已经成为全球最有影响力的导电聚苯胺产品公司。 一、聚苯胺可用作防腐蚀涂料 德国科学家成功研制出一种基本上完全不怕生锈和腐蚀的塑胶涂料,这意味着日后要制造寿命过百年的汽车、游艇和大桥,将不再是天方夜谭。 研究人员发现,在金属表面涂上聚苯胺涂料之后,能够有效阻止空气、水和盐分发挥作用,遏止金属生锈和腐蚀。这种塑胶涂料成本低,用法简便,而且不会破坏环境。 简单而言,锈蚀是由金属原子与氧气结合而成,并会削弱金属的结构。为此人们一般会在金属表面涂上漆油或镀上锌层,以减慢金属氧化成锈的过程。不过,漆油和锌层的耐用程度却有限。 相对于漆油和锌,聚苯胺的功能大相径庭。它不是用作屏障,而是充当催化剂,以干扰金属氧化成锈这个化学反应。聚苯胺先从金属吸取电子,然后将之传到氧气中。这两个步骤会形成一层纯氧化物以阻止锈蚀。 在实验室的环境下,用聚苯胺制造出一种「永久耐用的有机金属」,其防锈能力较锌强一万倍。在实地测试方面,聚苯胺的防锈效能则下降至介乎锌的三至十倍,这已是很大的进步,并且还有更大的潜力提升性能。 纳米聚苯胺还可以制成聚苯胺/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。 这种聚合物涂层优胜于锌之处,还在于其本身不属于重金属,因此对食物链和人体健康的影响较小,而且较锌便宜,更可用于几乎所有金属表面。目前,日本、韩国、意大利、德国和法国等欧亚国家,都已开始采用聚苯胺。 二、聚苯胺可用作抗静电和电磁屏蔽材料 由于它具有良好的导电性,且与其它高聚物的亲合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、和军用隐形材料等)。 三、聚苯胺可用作二次电池的电极材料 高纯度纳米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。 四、聚苯胺可用作选择电极 纳米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。 五、聚苯胺可用作特殊分离膜 纳米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。 六、聚苯胺可用作高温材料 导电聚苯胺纳米材料经测试其热失重温度大于200℃,远远大于其他塑料制品,所以还可以制备成高温材料。 七、聚苯胺可用作太阳能材料 纳米聚苯胺具有良好的导热性,其导热系数是其他材料的2——3倍,所以可作为现有太阳能材料的替代产品。 目前ORMECON的产品已经被多家公司采用在各种的产业中,其中有印刷电路制造;替代金和锡的涂装;造船公司用它来充当船舶抗腐蚀的漆料;而下一代面板显示器公司要用它开发出一种极便宜而且解析度极高的显示器。ORMECON的产品同时也用作防护电磁波的屏蔽材料。 通过以上资料的讲述,可知当前世界上对聚苯胺这种高分子材料的研究和开发正在从实验室走向工业化的初级阶段,聚苯胺的实际工业应用的开发更是处于初始时期。目前我们可知的用途仅仅是其广阔用途的很少一部分,说其是冰山一角也不为过。 目前,在我们国内对聚苯胺的研究和开发还刚刚开始,只有少数几家大学和科研单位在实验室里对聚苯胺的合成机理和导电特性进行原理性的研究。离大规模地进行工业应用还有一段不小距离。
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PEDOT是一种导电高分子材料:聚3,4-乙撑二氧噻吩的英文简称,PEDOT一般与聚苯乙烯磺酸盐PSS配合使用,可提高一些电学方面的性能。PEDOT和PSS配合的产品已经有产业化,比利时Agfa公司的Orgacon系列产品就是以PEDOT和PSS作为主要的功能材料的透明蓝色导电产品。能用到他们的原理是一样的 ,
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聚苯胺的主链上含有交替的苯环和氮原子,是一种特殊的导电聚合物。可溶于N-甲基吡咯烷酮中。聚苯胺随氧化程度的不同呈现出不同的颜色。完全还原的聚苯胺(Leucoemeraldine碱)不导电,为白色,主链中个重复单元间不共轭;经氧化掺杂,得到Emeraldine碱,蓝色,不导电;再经酸掺杂,得到Emeraldine盐,绿色,导电;如果Emeraldine碱完全氧化,则得到Pernigraniline碱,不能导电。聚苯胺具有优良的环境稳定性。可用于制备传感器、电池、电容器等。聚苯胺由苯胺单体在酸性水溶液中中经化学氧化或电化学氧化得到,常用的氧化剂为过硫酸铵(APS)。中性条件下聚合的聚苯胺常常含有枝化结构。苯胺的毒性较大,是致癌物质.由于聚苯胺的性能不稳定,贮存中会发生变化,所以,一般是在酸洗现场现用现配。 这种缓蚀剂的主要优点是合成工艺简单,水溶性较好,缓蚀效果也好。缺点是所使用的原料(甲醛和苯胺)都具有一定的毒性,对人体有危害。
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聚氨酯 polyurethanes 聚氨酯材料是目前国际上性能最好的保温材料。主链含—NHCOO—重复结构单元的一类聚合物 。英文缩写PU。由异氰酸酯(单体)与羟基化合物聚合而成。由于含强极性的氨基甲酸酯基,不溶于非极性基团,具有良好的耐油性、韧性、耐磨性、耐老化性和粘合性。用不同原料可制得适应较宽温度范围 (-50~150℃) 的材料 ,包括弹性体、热塑性树脂和热固性树脂。高温下不耐水解,亦不耐碱性介质。 常用的单体如甲苯二异氰酸酯、二异氰酸酯二苯甲烷等。多元醇分3类:简单多元醇(乙二醇、丙三醇等) ;含末端羟基的聚酯低聚物,用来制备聚酯型聚氨酯;含末端羟基的聚醚低聚物,用来制备聚醚型聚氨酯。聚合方法随材料性质而不同。合成弹性体时先制备低分子量二元醇,再与过量芳族异氰酸酯反应,生成异氰酸酯为端基的预聚物,再同丁二醇扩链,得到热塑弹性体;若用芳族二胺扩链并进一步交联,得到浇铸型弹性体。预聚物用肼或二元胺扩链,得到弹性纤维;异氰酸酯过量较多的预聚体与催化剂、发泡剂混合,可直接得到硬质泡沫塑料。如将单体、聚醚、水、催化剂等混合,一步反应即可得到软质泡沫塑料。单体与多元醇在溶液中反应,可得到涂料;胶粘剂则以多异氰酸酯单体和低分子量聚酯或聚醚在使用时混合并进行反应。 聚氨酯弹性体用作滚筒、传送带、软管、汽车零件、鞋底、合成皮革、电线电缆和医用人工脏器等;软质泡沫体用于车辆、居室 、服装的衬垫 ,硬质泡沫体用作隔热 、吸音、包装、绝缘以及低发泡合成木材,涂料用于高级车辆、家具、木和金属防护,水池水坝和建筑防渗漏材料,以及织物涂层等。胶粘剂对金属、玻璃、陶瓷、皮革、纤维等都有良好的粘着力。此外聚氨酯还可制成乳液、磁性材料等。