一种利用松香皂制备水分散性聚吡咯导电纳米粒子的方法

摘要

本发明公开了一种利用松香皂制备水分散性聚吡咯导电纳米粒子的方法。将1~4质量份的氧化剂过硫酸铵溶解在100~200质量份的去离子水中，然后加入1~20质量份的松香皂并搅拌混合均匀，再加入1质量份的吡咯单体并于0~25℃下搅拌反应5~10小时，使吡咯发生氧化聚合，然后抽滤，所得产物用去离子水洗涤至滤液呈中性，所得滤饼在40℃下进行真空干燥，最后粉碎制得黑色粉末，即为水分散性聚吡咯导电纳米粒子；所述松香皂为松香酸钠或松香酸钾。本发明方法制备工艺简单，合成时间短，原料廉价易得，且制得的聚吡咯导电纳米粒子比表面积大，反应转化率高，电导率高，且具有水分散性，能够用于防腐涂料、电磁屏蔽、电极材料等领域。

说明书

技术领域

本发明属于导电聚吡咯材料技术领域，特别涉及一种利用松香皂制备水分散性聚吡咯导电纳米粒子的方法。

背景技术

聚吡咯 (Polypyrrole, PPy) 是一种重要的电子导电高分子，是目前研究和使用较多的一种杂环共轭型导电高分子。聚吡咯因其具有优良的空气稳定性、较高的导电性、环境无毒性和可逆的氧化还原性，因而在微电子、电化学、生物技术等方面具有诱人的应用前景，并且受到格外重视。

吡咯单体在氧化剂的存在下能够迅速的氧化聚合为聚吡咯，但纯聚吡咯不掺杂其电导率较差，必须经过掺杂剂掺杂后才能表现出良好的导电性，掺杂后电导率往往会提高数10³-10⁴倍。

松香具有很多优良的物理和化学特性，例如防腐、绝缘、粘合、乳化等。近百年来，松香制品广泛应用于涂料、粘合剂、油墨、造纸、橡胶、食品、生物制品等领域。目前，松香的化学利用已经由直接利松香及其混合物等初级产品向深度利用松香衍生物方向发展。本发明所使用的掺杂剂即为松香皂。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用松香皂制备水分散性聚吡咯导电纳米粒子的方法。

具体步骤为：

(1)将1~4质量份的氧化剂过硫酸铵溶解在100~200质量份的去离子水中，然后加入1~20质量份的松香皂并搅拌混合均匀，制得混合溶液。

(2)向步骤(1)制得的混合溶液中加入1质量份的吡咯单体并于0~25℃下搅拌反应5~10小时，使吡咯发生氧化聚合，然后抽滤，所得产物用去离子水洗涤至滤液呈中性，所得滤饼在40℃下进行真空干燥，最后粉碎制得黑色粉末，即为水分散性聚吡咯导电纳米粒子。

所述松香皂为松香酸钠或松香酸钾。

本发明方法制备工艺简单，合成时间短，原料廉价易得，且制得的聚吡咯导电纳米粒子比表面积大，反应转化率高，电导率高，且具有水分散性，能够用于防腐涂料、电磁屏蔽、电极材料等领域。

具体实施方式

实施例1：

(1)将1质量份的氧化剂过硫酸铵溶解在100质量份的去离子水中，然后加入1质量份的松香酸钠并搅拌混合均匀，制得混合溶液。

(2)向步骤(1)制得的混合溶液中加入1质量份的吡咯单体并于25℃下搅拌反应5小时，使吡咯发生氧化聚合，然后抽滤，所得产物用去离子水洗涤至滤液呈中性，所得滤饼在40℃下进行真空干燥，最后粉碎制得黑色粉末，即为水分散性聚吡咯导电纳米粒子。

测定本实施例制得的水分散性聚吡咯导电纳米粒子在室温下的电导率为3.3 S/cm。

实施例2：

(1)将4质量份的氧化剂过硫酸铵溶解在200质量份的去离子水中，然后加入20质量份的松香酸钠并搅拌混合均匀，制得混合溶液。

(2)向步骤(1)制得的混合溶液中加入1质量份的吡咯单体并于0℃下搅拌反应10小时，使吡咯发生氧化聚合，然后抽滤，所得产物用去离子水洗涤至滤液呈中性，所得滤饼在40℃下进行真空干燥，最后粉碎制得黑色粉末，即为水分散性聚吡咯导电纳米粒子。

测定本实施例制得的水分散性聚吡咯导电纳米粒子在室温下的电导率为15 S/cm。

实施例3：

(1)将2质量份的氧化剂过硫酸铵溶解在100质量份的去离子水中，然后加入10质量份的松香酸钾并搅拌混合均匀，制得混合溶液。

(2)向步骤(1)制得的混合溶液中加入1质量份的吡咯单体并于0℃下搅拌反应8小时，使吡咯发生氧化聚合，然后抽滤，所得产物用去离子水洗涤至滤液呈中性，所得滤饼在40℃下进行真空干燥，最后粉碎制得黑色粉末，即为水分散性聚吡咯导电纳米粒子。

测定本实施例制得的水分散性聚吡咯导电纳米粒子在室温下的电导率为6.4 S/cm。

实施例4：

(1)将1质量份的氧化剂过硫酸铵溶解在100质量份的去离子水中，然后加入20质量份的松香酸钾并搅拌混合均匀，制得混合溶液。

(2)向步骤(1)制得的混合溶液中加入1质量份的吡咯单体并于0℃下搅拌反应10小时，使吡咯发生氧化聚合，然后抽滤，所得产物用去离子水洗涤至滤液呈中性，所得滤饼在40℃下进行真空干燥，最后粉碎制得黑色粉末，即为水分散性聚吡咯导电纳米粒子。

测定本实施例制得的水分散性聚吡咯导电纳米粒子在室温下的电导率为1.2 S/cm。