专利名称：用于制备聚苯胺膜的方法及获得的高度自取向膜的制作方法
专利说明聚对苯亚胺
权利要求
在水性酸介质中通过苯胺的氧化聚合在载体上制备聚苯胺膜的方法，其特征在于，在聚合介质中进行单体的氧化聚合，所述聚合介质包括a)具有通式(An)RmRo C6H3 NHR’的单体，其中Rm、Ro和R’各自独立地表示H或直链或支链的包含1至6个碳原子的烷基或烷氧基，b)酸，c)氧化剂以及d)具有通式MX的盐，其中M表示Li、Ca、Na、K，并且X表示F、Cl或Br，x根据M的化合价表示1或2，所述酸为甲酸，并且所述聚合在甲酸和氯化物的存在下发生。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述单体为苯胺C6H5-NH2。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述氧化剂选自过硫酸铵(NH4)2S208、 Kr2Cr2O7, KIO3和KMnO4及其混合物，优选过硫酸铵(NH4) 2S208。
4.如权利要求1至3中任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述氧化剂/单体之比 为约0.5至约5，优选0.9至1.5。
5.如权利要求1至4中任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述聚合介质中苯胺单 体的浓度基本上为化学计量。
6.如权利要求1至5中任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述聚合介质中苯胺 的浓度为 0. 001mol/L 至 0. 2mol/L,优选 0. 007mol/L 至 0. 15mol/L,更优选 0. 01mol/L 至 0.04mol/L。
7.如权利要求1至6中任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述盐选自NaCl、 LiCl、KCl、CaCl2及其混合物。
8.如权利要求1至7中任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述盐为LiCl。
9.如权利要求1至8中任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述聚合介质中盐的浓 度为 2mol/L 至 7mol/L，优选至少 3. 5mol/L。
10.如权利要求1至9中任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述聚合介质的PH为 2或2以下，优选小于1.5。
11.如权利要求1至10中任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述聚合介质中甲酸 的浓度为 0. 5mol/L 至 15mol/L，优选 lmol/L 至 7mol/L，优选 5mol/L。
12.如权利要求1至11中任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述合成步骤后为用 于分离在合成步骤中获得的PANI的步骤，以通过将分离的PANI沉积在载体上来获得膜，而 没有诸如中和、溶解、再质子化和/或拉伸的后处理。
13.如权利要求1至12中任一权利要求所述的制备方法，其特征在于，合成步骤后为 在载体上在5°C至140°C、优选为75°C至85°C的温度下将合成步骤中获得的PANI干燥的步 马聚ο
14.如权利要求1至13中任一权利要求所述的制备方法，其特征在于，将包含至少一个 基本平坦的表面的至少一个固体载体置于聚合介质中，并且回收支撑所述膜的一个或多个 载体。
15.如权利要求1至14中任一权利要求所述的制备方法，其特征在于，将所述膜洗涤并 任选地进行干燥。
16.如权利要求1至15中任一权利要求所述的制备方法，其特征在于，用选自甲酸、硫 酸、磺酸、磷酸、乙酸及其混合物的酸的水性溶液进行洗涤和/或冲洗。
17.如权利要求1至16中任一权利要求所述的制备方法，其特征在于，所述载体表面为亲水性的，使用水作为液体来测量角度，亲水特性定义成接触角θ为80°或80°以下。
18.通过权利要求1至17中任一权利要求所述的方法获得的PANI膜，其结晶度大于 70%，优选大于80%。
19.如权利要求18所述的PANI膜，其特征在于，根据Herman方法估计的膜取向为0.8 或0.8以上的级别。
20.如权利要求18或19所述的PANI膜，其厚度为IOnm至300μ m,优选30 μ m至300 μ m 或 IOnm 至 250nm。
21.涂覆于载体的PANI膜，对于IOnm至250nm的厚度，其结晶度大于70%，优选大于 80%。
22.如权利要求21所述的PANI膜，其特征在于，对于小于80nm的厚度，在800nm波长 的透明度为至少40%的级别。
23.如权利要求22所述的PANI膜，其特征在于，对于小于30nm的厚度，在800nm波长 的透明度为至少85%的级别。
24.权利要求1至23获得的聚苯胺和聚苯胺膜在光学传感器、光电子和/或在光电以 及电致变色应用中的用途。
全文摘要
本发明涉及在水性酸介质中通过苯胺的氧化聚合制备聚苯胺的方法，其包括在下述物质存在下进行的至少一个合成步骤a)具有通式(An)RmRo-C6H3-NHR’的单体，其中Ro、Rm和R’各自独立地表示H或直链或支链的包含1至6个碳原子的烷基或烷氧基，b)酸，c)氧化剂以及d)盐；其特征在于所述酸为甲酸。载体上沉积并干燥的PANI提供具有80％晶相，具有与表面平行的π-π相互作用的强烈排列的膜。获得的PANI和膜可以用作半导体和/或导体。
文档编号C08J5/18GK101977967SQ200980115016
公开日2011年2月16日 申请日期2009年3月13日 优先权日2008年3月13日
发明者丹尼斯·亚诺海恩, 塞缪尔·多里, 季米特·伊凡诺, 宇丽雅·罗曼诺瓦, 海里斯托·科勒夫, 纳塔莉亚·戈斯波迪诺瓦 申请人:国家科研中心;上阿尔萨斯大学