本發明屬于導電聚吡咯材料技術領域,特別涉及一種利用松香皂制備水分散性聚吡咯導電納米粒子的方法。
背景技術:
聚吡咯 (Polypyrrole, PPy) 是一種重要的電子導電高分子,是目前研究和使用較多的一種雜環共軛型導電高分子。聚吡咯因其具有優良的空氣穩定性、較高的導電性、環境無毒性和可逆的氧化還原性,因而在微電子、電化學、生物技術等方面具有誘人的應用前景,并且受到格外重視。
吡咯單體在氧化劑的存在下能夠迅速的氧化聚合為聚吡咯,但純聚吡咯不摻雜其電導率較差,必須經過摻雜劑摻雜后才能表現出良好的導電性,摻雜后電導率往往會提高數103-104倍。
松香具有很多優良的物理和化學特性,例如防腐、絕緣、粘合、乳化等。近百年來,松香制品廣泛應用于涂料、粘合劑、油墨、造紙、橡膠、食品、生物制品等領域。目前,松香的化學利用已經由直接利松香及其混合物等初級產品向深度利用松香衍生物方向發展。本發明所使用的摻雜劑即為松香皂。
技術實現要素:
本發明的目的是提供一種利用松香皂制備水分散性聚吡咯導電納米粒子的方法。
具體步驟為:
(1)將1~4質量份的氧化劑過硫酸銨溶解在100~200質量份的去離子水中,然后加入1~20質量份的松香皂并攪拌混合均勻,制得混合溶液。
(2)向步驟(1)制得的混合溶液中加入1質量份的吡咯單體并于0~25℃下攪拌反應5~10小時,使吡咯發生氧化聚合,然后抽濾,所得產物用去離子水洗滌至濾液呈中性,所得濾餅在40℃下進行真空干燥,最后粉碎制得黑色粉末,即為水分散性聚吡咯導電納米粒子。
所述松香皂為松香酸鈉或松香酸鉀。
本發明方法制備工藝簡單,合成時間短,原料廉價易得,且制得的聚吡咯導電納米粒子比表面積大,反應轉化率高,電導率高,且具有水分散性,能夠用于防腐涂料、電磁屏蔽、電極材料等領域。
具體實施方式
實施例1:
(1)將1質量份的氧化劑過硫酸銨溶解在100質量份的去離子水中,然后加入1質量份的松香酸鈉并攪拌混合均勻,制得混合溶液。
(2)向步驟(1)制得的混合溶液中加入1質量份的吡咯單體并于25℃下攪拌反應5小時,使吡咯發生氧化聚合,然后抽濾,所得產物用去離子水洗滌至濾液呈中性,所得濾餅在40℃下進行真空干燥,最后粉碎制得黑色粉末,即為水分散性聚吡咯導電納米粒子。
測定本實施例制得的水分散性聚吡咯導電納米粒子在室溫下的電導率為3.3 S/cm。
實施例2:
(1)將4質量份的氧化劑過硫酸銨溶解在200質量份的去離子水中,然后加入20質量份的松香酸鈉并攪拌混合均勻,制得混合溶液。
(2)向步驟(1)制得的混合溶液中加入1質量份的吡咯單體并于0℃下攪拌反應10小時,使吡咯發生氧化聚合,然后抽濾,所得產物用去離子水洗滌至濾液呈中性,所得濾餅在40℃下進行真空干燥,最后粉碎制得黑色粉末,即為水分散性聚吡咯導電納米粒子。
測定本實施例制得的水分散性聚吡咯導電納米粒子在室溫下的電導率為15 S/cm。
實施例3:
(1)將2質量份的氧化劑過硫酸銨溶解在100質量份的去離子水中,然后加入10質量份的松香酸鉀并攪拌混合均勻,制得混合溶液。
(2)向步驟(1)制得的混合溶液中加入1質量份的吡咯單體并于0℃下攪拌反應8小時,使吡咯發生氧化聚合,然后抽濾,所得產物用去離子水洗滌至濾液呈中性,所得濾餅在40℃下進行真空干燥,最后粉碎制得黑色粉末,即為水分散性聚吡咯導電納米粒子。
測定本實施例制得的水分散性聚吡咯導電納米粒子在室溫下的電導率為6.4 S/cm。
實施例4:
(1)將1質量份的氧化劑過硫酸銨溶解在100質量份的去離子水中,然后加入20質量份的松香酸鉀并攪拌混合均勻,制得混合溶液。
(2)向步驟(1)制得的混合溶液中加入1質量份的吡咯單體并于0℃下攪拌反應10小時,使吡咯發生氧化聚合,然后抽濾,所得產物用去離子水洗滌至濾液呈中性,所得濾餅在40℃下進行真空干燥,最后粉碎制得黑色粉末,即為水分散性聚吡咯導電納米粒子。
測定本實施例制得的水分散性聚吡咯導電納米粒子在室溫下的電導率為1.2 S/cm。