二次掺杂态聚苯胺的制备与性能研究

巨文星， 张文治,， 李永飞， 赵　菁， 郑建龙

(1.西安工业大学 材料与化工学院，西安 710021；2.总后建筑工程研究所，西安 710032)



二次掺杂态聚苯胺的制备与性能研究

巨文星1， 张文治1,2， 李永飞1， 赵菁1， 郑建龙2

(1.西安工业大学 材料与化工学院，西安 710021；2.总后建筑工程研究所，西安 710032)

摘要：为了研究二次掺杂聚苯胺(PANI)中掺杂剂的掺杂行为，本文采用化学氧化法制得盐酸掺杂的聚苯胺，经脱掺杂后，用樟脑磺酸(CSA)进行二次掺杂.通过改变CSA的加入量，考察了掺杂剂及其用量对聚苯胺结构和导电性能的影响.分别采用傅立叶变换红外(FT-IR)光谱仪和四探针电导率测试仪对掺杂后聚苯胺的结构和电导率进行了表征.结果表明:与本征态聚苯胺相比，CSA掺杂聚苯胺由于诱导和共轭效应使得其红外吸收峰向低波数方向移动.随掺杂剂CSA用量的增加，聚苯胺的电导率先增大后减小；当CSA与PANI的质量比为3.49∶1时，聚苯胺的电导率最大，达到2.22 S·cm(-1).之后，随着CSA加入量的继续增大，其电导率逐渐降低.

关键词：聚苯胺；樟脑磺酸；二次掺杂；电导率

掺杂是聚合物改性的重要手段之一，利用掺杂-脱掺杂可实现绝缘体、半导体高分子与导体间的相互转变[1].本征态聚苯胺的电导率很低，通过质子酸掺杂后，其电导率可提高多个数量级.聚苯胺(PANI)具有多重电致变色特性、独特的掺杂导电机制和优异的环境稳定性，被认为是在实际应用中颇有前途的光电功能材料之一[2-4].与其他导电高分子相比，聚苯胺的掺杂并未伴随主链上电子的得失，只是质子进入高分子链上才使链带正电，为维持电中性，对阴离子也扩散进入高分子链网[5].质子酸掺杂时，首先在亚胺氮原子上发生质子化；……