界面法制备聚苯胺-邻苯二胺共聚物.pdf

66
江西化工
2013年第4期
界面法制备聚苯胺一邻苯二胺共聚物
陈燕霖张靖李裘鹏曹杰
刘文杰刘志雷周建萍吴奇
(南昌航空大学材料科学与工程学院,江西南昌330063)
摘要:利用界面聚合的方式制备了聚苯胺一邻苯二胺共聚物,并利用红外、紫外和
DSC对制备的聚合物进行表征,结果表明邻苯二胺在分子链上的分布并不均匀,并且酸掺
杂聚合物的玻璃化转变温度要高于非摻杂态共聚物。
关键词:界面聚萃胺共聚物
前言
2.2.1聚苯胺一邻苯二胺共聚物的制备
聚苯胺作为一种导电聚合物在电致变色材料、塑
称量5.58g苯胺和6.48g邻苯二胺溶解于250mL
料电池、金属防腐、人工肌肉、电催化反应、电磁屏蔽材氯仿中形成有机相,27.36g过疏酸铵溶解到250mLIM
料及选择性透过膜方面有重要的应用1。但其溶解性HC溶液中形成水相,然后将水相沿着烧杯壁滴加到有
和可加工性能差,极大限制了其更加广泛的应用,目前机相中,静置24h后,水相中充满红棕色的粉末,抽滤,
常用苯胺与其衍生物共聚来改善加工性能的方法,比取部分真空干燥,记为质子酸掺杂聚苯胺一邻苯二胺
如与邻氨基苯甲酸、邻甲氧基苯胺及邻甲基苯胺山、共聚物;将剩余粉末与1M的氨水混合,搅拌过夜后抽
邻氨基苯磺酸2?、邻氨基苯甲醇等苯胺衛生物共聚。滤,用蒸馏水洗涤,真空干燥,得到红棕色聚苯胺一邻
在目前的研究中对于苯胺与邻苯二胺共聚的研究较苯二胺共聚物
少,只有 Suresh S?报道了利用化学氧化法制备了两者
2.3性能测试
的共聚物,而利用界面聚合法制备此共聚物还没有报
红外光谱,利用 PE Paragon1000红外扫描仪,将聚
道。
苯胺及共聚物样品跟KBr混合研磨压片,测试范围为
本论文利用操作更加简便的界面聚合的方式制备4000-400cm';紫外光谱,DMF作为溶剂,测试波长范
了聚苯胺一邻苯二胺共聚物,并对其化学结构和性能围为800-200nm;DSC,利用DSC6200型示差扫描量热
进行了表征。
仪,先以10C/min升到200℃,然后以20℃/min降至
2实验
室温,最后以℃/min升至200℃。
2.1实验原料
3结果与讨论
萃胺,分析纯,上海展云化工有限公司;邻苯二胺,
利用界面聚合的化学氧化法制备聚苯胺及其共聚
化学纯,国药集团化学试剂有限公司;过硫酸铵,分析物的操作更加简便,与一般的化学氧化法相比可以在
纯,吴江市亿杰精细化工有限公司;氯仿,分析纯,西陇室温下进行,不用长时间放置到0~5℃的冰水浴中,并
化工股份有限公司;36.5%盐酸,西陇化工股份有限公且对单体与氧化剂的比例要求也不严格。
司;N,N-二甲基甲(DMF),分析纯,西陇化工股份有
目前与苯胺形成共聚物的单体绝大部分都只含有
限公司。
个胺基,比如邻甲氧基苯胺、邻甲基苯胺、邻氨基苯
2.2实验过程
磺酸等,聚合物链生长位置固定,都在胺基的对位进行
2.2.1聚苯胺盐的制备
生长,而邻苯二胺单体中含有两个胺基,单纯的邻苯
称量5.58g苯胺溶解于120mL氯仿中形成有机胺均聚物就会在两个胺基的对位生长,生成由多个环
相,13.68g过硫酸铵溶解到120mL1MHCI溶液中形成状结构组成的聚合物长链,当邻苯二胺与苯胺共聚时,
水相,然后将水相沿着烧杯壁滴加到有机相中,静置根据 Suresh S“的报道则形成了主链上带有胺基的聚
24h后,水相中充满墨绿色的粉末,抽滤,真空干燥。
苯胺结构,其结构式如图1所示。
2013年12月
界面法制备聚苯胺一邻苯二胺共聚物
67
NH
NH2 H
图1聚苯胺一苯二胺共聚物结构式
图2给出了聚苯胺均聚物、聚苯胺邻苯二胺共聚物及其酸掺杂共聚物的红外谱图。
1298
3433
3433
3312
1636
3178
1333
3425
1497
4000350030002500200015001000500
wavelength (cm
图2红外谱图a)聚苯胺盐;b)质子酸摻杂聚苯胺一邻苯二胺共聚物;
c)棗苯胺一邻苯二胺共聚物
从图2中可以看出,聚苯胺盐(a)在3433cm'处出且在3178cm'处出现了不同N-H键发生费米共振
现了苯胺Nー键的伸缩振动吸收峰,在1558cm1,引起的谱带,苯环的特征吸收峰也向长波方向有所漂
1479cm“'处为苯环的特征吸收峰,1298cm'处为C-N移;当去掉质子后(c),在343cm'处的N-H键移动
的伸缩振动吸收峰;当在主链中引人邻苯二胺后(b),N到了3425cm,并且在1298cm处为C-N的伸缩振
H键的神缔振动在3433cm和312cm'处出现而动吸收峰也移动到了133cm'处。
432
06
300400500600700800
wavelength(nm)
图3在DMF中的紫外谱图a)聚苯胺盐;b)质子酸掺杂聚苯胺一郎苯二胺共聚物;
c)聚苯胺一邻苯二胺共聚物