一种导电聚苯胺的合成方法，属于导电高分子技术领域。
背景技术：
聚苯胺(PANI)具有原料易得，价格低廉及独特的氧化还原性、催化性、质子交换性和光电转换性等特点，因此在许多领域都显示出了广泛的应用前景。聚苯胺的合成方法主要有化学氧化聚合和电化学聚合，电化学聚合法适合小批量制备特种性能的聚苯胺，而化学氧化聚合法适合大量生产聚苯胺。经典化学法一般是在酸性水溶液中使苯胺氧化聚合，常用氧化剂过硫酸铵。本发明采用化学氧化聚合法，以苯胺(An)为单体，过硫酸铵(APS)为氧化剂，以高溴酸(HBrO4)为介质酸，可制得绿色粉末状样品。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种导电聚苯胺的合成方法。
本发明的技术方案：
一种导电聚苯胺的合成方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)以苯胺为单体，过硫酸铵为氧化剂，以高溴酸为介质酸，合成了导电聚苯胺。
(2)以高溴酸为介质酸，高溴酸最佳浓度为1mol/L。
(3)过硫酸铵与苯胺的物质的量比为1:1。
(4)反应温度为10℃。
(5)反应时间为8h。
本发明以苯胺为单体，过硫酸铵为氧化剂，高溴酸为介质酸，合成了导电聚苯胺。优化了介质酸的用量，氧化剂的用量，反应温度和反应时间，在最佳条件下电导率为6.2S/cm。
具体实施方式
实施例1聚苯胺的合成
在一定温度下，取一定量的苯胺与高溴酸反应生成可溶性苯胺盐，滴加一定浓度的过硫酸铵溶液，反应一段时间后经过抽滤，依次用酸，无水乙醇，蒸馏水洗涤过滤，最后放入干燥箱干燥一天后研磨得到绿色粉末状的聚苯胺样品。
实施例2高溴酸浓度优化
考查不同高溴酸浓度(0.5M，1M，1.5M，2M)对产率和电导率的影响，反应体系酸浓度的变化对聚苯胺的电导率和产率有一定的影响，随着酸浓度的增大，聚苯胺的电导率和产率都随之提高，当高溴酸浓度达到1mol/L时，聚苯胺的电导率达到最大值，当高溴酸浓度达到1.5mol/L时，聚苯胺的产率达到最大值，再增加高溴酸浓度，电导率和产率均减小。这是因为酸的浓度高，促进聚苯胺的水解。聚苯胺的分子量与反应的酸度有密切关系，这说明苯胺的氧化聚合是聚合和水解两者竞争的结果。
实施例3过硫酸铵浓度优化
在实验中以高溴酸浓度为1mol/L，苯胺浓度为1mol/L，反应温度为5℃，反应时间为8h为固定反应条件，改变过硫酸铵的用量，即考查不同过硫酸铵与苯胺物质的量比(0.5:1，1:1，1.5:1，2:1)对合成聚苯胺性能的影响。随着过硫酸铵浓度增加，产率逐渐增大，当体系中过硫酸铵与苯胺的物质的量比为1.5:1时，聚苯胺的产率达到最大，当其物质的量比为1:1时，电导率达到最大，再增加过硫酸铵浓度，产率和电导率均降低。因为氧化剂浓度过高时，聚合反应速度比较快，聚合度降低，产生的低聚物较多，而这些低聚物溶于水和乙醇，所以产率降低，此外，氧化剂用量增多，苯胺的过氧化程度增加，导致聚苯胺的电导率下降。
实施例4反应温度优化
反应温度不同，所得产物的性能也会随之改变。在其他条件不变的情况下，考查不同温度(5℃，10℃，15℃，20℃)对聚苯胺合成性能的影响。由于聚苯胺的聚合反应为放热反应，因而低温更有利于反应的进行，在反应温度为10℃时产率及电导率都较高。因此选择反应温度为10℃。
实施例5反应时间优化
反应时间不同，产物的聚合程度不同，产物的性能也会不同。在高溴酸浓度为1mol/L，过硫酸铵与苯胺的物质的量比为1:1，反应温度为10℃时，考查不同反应时间(4h，8h，12h，16h)对聚苯胺性能的影响。因为聚合反应为放热反应，溶液粘度在聚合过程中迅速增加，分子运动受阻，反应液局部过热，使聚合反应产生凝胶效应，当反应时间为8h，此时聚苯胺的电导率最大为6.2S/cm。