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D0I:10.13374/1.issm100I103.2008.06.011 第30卷第6期 北京科技大学学报 Vol.30 No.6 2008年6月 Journal of University of Science and Technology Beijing Jun.2008 磁场作用下大分子酸掺杂聚苯胺性能 马利杜新胜郑星 冯利军 重庆大学化学化工学院，重庆400044 摘要研究了在0.2T的磁场作用下，采用微乳液法以十二烷基苯磺酸钠(SDBS)为乳化剂，过硫酸铵(APS)为氧化剂，大分 子磺基水杨酸(SSA)为掺杂剂制备导电聚苯胺(PA),并结合红外光谱X射线衍射、粒径分析、电导率等手段对其结构及性能 进行表征，结果显示：磁场作用可以提高PAn的电导率，掺杂度和腐蚀电位，但对PAn基本单元结构没有影响：与无磁场条件 下合成的PAn相比，磁场条件下合成的PAn具有更高的结晶度和明显的微观取向结构：且反应时间从3h减少到2h,掺杂酸 浓度(CssA)从0.4molL-1减小到0.3molL-,乳化剂与苯胺单体的摩尔比(nss/na)从0.6减少到0.45，PAn的电导率从 0.85sem-1增加到1.55scm-1. 关键词聚苯胺；掺杂：磁场：微乳液：电导率 分类号0633.21：0631.2+3 Properties of polyaniline doped by macromolecular acid in magnetic field MA Li,DU Xinsheng.ZHENG Xing:FENG Lijun College of Chemistry and Chemical Engineering.Chongqing University.Chongqing 400044.China ABSTRACI Under the presence of a constant magnetic field(0.2T),conducting polyaniline(PAn)was synthesized by microemul- sion polymerization with sodium dodecylbenzenesulfonate(SDBS)as emulsifier,ammonium peroxydisulfate(APS)as oxidant and sul- fosalicylic acid(SSA)as doping agent.The properties and structure of PAn were characterized by infrared spectrum.X-ray diffrac- tion,particle-size analysis and conductivity measurement.The results indicate that the conductivity.doping ratio and corrosive poten- tial of PAn are improved under the presence of magnetic filed,and no effect of magnetic field on the basic structural units of PAn is observed.Compared with the PAn synthesized under the absence of magnetic field,the PAn synthesized under the presence of mag- netic field has a higher crystallinity and obvious microscopic orientation structure.the polymerization time decreases from 3 to 2h,the concentration of doped acid (CssA)decreases from 0.4 to 0.3molL,the mole ratio of SDBS and aniline monomer (nspes/nAn) deereases from .6 to0.45,and the conduetivity of PAn increases from 6.42cmto10.01cm KEY WORDS polyaniline:doping:magnetic field:microemulsion:conductivity 聚苯胺(polyaniline,PAn)具有单体价格低廉、 子无机酸，因此探讨采用SSA作为掺杂剂，以提高 合成简便、稳定性良好、较高电导率等优异的特性， PAn的电导率及应用性具有一定的现实意义， 引起了人们的广泛关注].用小分子无机酸掺杂 由于磁场能改变分子取向，控制化学反应速度， 的PAn虽然具有较高的电导率，但其溶解性和稳 改变产物结构并提高其性能，因此研究磁场作用对 定性较差，极大地限制了它的实用化进程，大分子 苯胺聚合行为及其性能的影响已经成为人们感兴趣 磺基水杨酸(sulfosalicylic acid,SSA)沸点高，既含有 的热点领域之一，并取得了一定成果一].但到目 极性基团又含有非极性基团，其稳定性也优于小分 前为止，关于在磁场中用大分子酸掺杂聚苯胺的研 究鲜有报道，本文探讨了在磁场作用下，以SSA为 收稿日期：2007-04-23修回日期.2007-05-16 掺杂剂，通过微乳液法合成导电态PAn的方法，并 基金项目：国家自然科学基金资助项目(No20176066) 通过多种测试手段对其性能与结构进行表征与 作者简介：马利(1958-)，男，副教授，博士， 分析， E-mail:ml3241@163.com磁场作用下大分子酸掺杂聚苯胺性能 马 利 杜新胜 郑 星 冯利军 重庆大学化学化工学院重庆400044 摘 要 研究了在0∙2T 的磁场作用下采用微乳液法以十二烷基苯磺酸钠（SDBS）为乳化剂过硫酸铵（APS）为氧化剂大分 子磺基水杨酸（SSA）为掺杂剂制备导电聚苯胺（PAn）并结合红外光谱、X 射线衍射、粒径分析、电导率等手段对其结构及性能 进行表征．结果显示：磁场作用可以提高 PAn 的电导率、掺杂度和腐蚀电位但对 PAn 基本单元结构没有影响；与无磁场条件 下合成的 PAn 相比磁场条件下合成的 PAn 具有更高的结晶度和明显的微观取向结构且反应时间从3h 减少到2h掺杂酸 浓度（ CSSA）从0∙4mol·L －1减小到0∙3mol·L －1乳化剂与苯胺单体的摩尔比（ nSDBS／nAn）从0∙6减少到0∙45PAn 的电导率从 0∙85S·cm －1增加到1∙55S·cm －1． 关键词 聚苯胺；掺杂；磁场；微乳液；电导率 分类号 O633∙21；O631∙2＋3 Properties of polyaniline doped by macromolecular acid in magnetic field MA LiDU XinshengZHENG XingFENG Lijun College of Chemistry and Chemical EngineeringChongqing UniversityChongqing400044China ABSTRACT Under the presence of a constant magnetic field （0∙2T）conducting polyaniline （PAn） was synthesized by microemulsion polymerization with sodium dodecylbenzenesulfonate （SDBS） as emulsifierammonium peroxydisulfate （APS） as oxidant and sulfosalicylic acid （SSA） as doping agent．T he properties and structure of PAn were characterized by infrared spectrumX-ray diffractionparticle-size analysis and conductivity measurement．T he results indicate that the conductivitydoping ratio and corrosive potential of PAn are improved under the presence of magnetic filedand no effect of magnetic field on the basic structural units of PAn is observed．Compared with the PAn synthesized under the absence of magnetic fieldthe PAn synthesized under the presence of magnetic field has a higher crystallinity and obvious microscopic orientation structurethe polymerization time decreases from3to2hthe concentration of doped acid （ CSSA） decreases from 0∙4to0∙3mol·L －1the mole ratio of SDBS and aniline monomer （ nSDBS／nAn） decreases from 0∙6to0∙45and the conductivity of PAn increases from 6∙42S·cm －1to10∙01S·cm －1． KEY WORDS polyaniline；doping；magnetic field；microemulsion；conductivity 收稿日期：2007-04-23 修回日期：2007-05-16 基金项目：国家自然科学基金资助项目（No．20176066） 作者简介：马 利 （1958－） 男副教授博士 E-mail：ml3241＠163．com 聚苯胺（polyanilinePAn）具有单体价格低廉、 合成简便、稳定性良好、较高电导率等优异的特性 引起了人们的广泛关注［1－3］．用小分子无机酸掺杂 的 PAn 虽然具有较高的电导率［4］但其溶解性和稳 定性较差极大地限制了它的实用化进程．大分子 磺基水杨酸（sulfosalicylic acidSSA）沸点高既含有 极性基团又含有非极性基团其稳定性也优于小分 子无机酸因此探讨采用 SSA 作为掺杂剂以提高 PAn 的电导率及应用性具有一定的现实意义． 由于磁场能改变分子取向控制化学反应速度 改变产物结构并提高其性能因此研究磁场作用对 苯胺聚合行为及其性能的影响已经成为人们感兴趣 的热点领域之一并取得了一定成果［5－7］．但到目 前为止关于在磁场中用大分子酸掺杂聚苯胺的研 究鲜有报道．本文探讨了在磁场作用下以 SSA 为 掺杂剂通过微乳液法合成导电态 PAn 的方法并 通过多种测试手段对其性能与结构进行表征与 分析． 第30卷 第6期 2008年 6月 北 京 科 技 大 学 学 报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol．30No．6 Jun．2008 DOI:10．13374／j．issn1001－053x．2008．06．011