聚苯胺

聚苯胺的出現已有一百多年的歷史，但聚苯胺的導電性研究只是近幾十年的事情，在眾多導電聚合物中，聚苯胺被認為是最有希望在實際中得到應用的導電高分子材料。主要是由于其具有：一、優異的電化學性能及化學穩定性；二、生產原料易得，制備方法簡便。

20世紀80年代，聚苯胺被列為導電高分子材料的“新品種”得到了開發。簡史

1826年，德國化學家通過熱解蒸餾靛藍首次制得苯胺。

1840年，從靛藍中得到無色的油狀物苯胺，將其命名aniline，病載1856年用于染料工業。

1862年，也證實苯胺可以在氧化下形成某些固體顆粒。

1984年，提出了被廣泛認知接受的苯式（還原單元）-醌式（氧化單元）結構共存的模型。隨著兩種結構單元的含量不同，聚苯胺處于不同程度的氧化還原狀態，并且可以相互轉化。不同氧化還原狀態的聚苯胺可通過適當的摻雜方式獲得導電聚苯胺。結構聚苯胺的實際合成與結構研究始于20世紀初，英國和德國兩個研究小組采用各種氧化劑和反應條件對苯胺進行氧化，得到一系列不同氧化程度的苯胺低聚物。將苯胺的基本氧化產物和縮合產物通稱為苯胺黑。而Green分別以H2O2，NaClO3為氧化劑合成了五種具有不同氧化程度的苯胺八隅體，并根據其氧化程度的不同分別命名為全還原式（leucoemeraldine）、單醌式（protoemeradine）、雙醌式（emeraldine）、三醌式（nigraniline）、四醌式即全氧化式（pernigraniline）。這些結構形式及命名有的至今仍被采用。1968年，縮聚方法合成了苯基封端的聚苯胺齊聚物，同年合成了聚苯胺半導體并提出可能的結構形式，而聚苯胺的結構正式為人所認同是在1984年，提出了聚苯胺可相互轉化的4種形式，并認為無論用化學氧化法還是電化學方法合成的導電聚苯胺均對應于理想模型。中科院長春應化所的王佛松等人通過分析聚苯胺的IR和喇曼光譜，確認了醌環的存在并證明了苯、醌環的比例為3：1，據此修正之前的模型，概括出了聚苯胺結構。理化性質1、溶解性

聚苯胺由于其鏈剛性和鏈間強相互作用，使它的可溶性極差，在大部分常用的有機溶劑中幾乎不溶，僅部分溶于N,N-二甲基甲酰胺和N-甲基吡咯烷酮，這就給表征帶來一定的困難，并且極大地限制了聚苯胺的應用。通過結構修飾（衍生物、接枝、共聚）、摻雜誘導、聚合、復合和制備膠體顆粒等方法獲得可溶性或水溶性的導電聚苯胺。如在聚苯胺分子鏈上引入磺酸基團可得到水溶性導電高分子。2、導電性

聚苯胺的導電性受pH值和溫度影響較大，當pH>4時，電導率與pH無關，呈絕緣體性質。電導率與溫度在一定溫度范圍可認為隨著溫度的升高其電導率增大。在一定pH值下，隨電位升高，電導率逐漸增大，隨后達到一個平臺。但電位繼續升高時，電導率卻急劇下降，最后呈現絕緣體行為。掃描電位的變化反映在聚苯胺的結構上，說明聚苯胺表現的狀態中，最高氧化態和最低還原態均為絕緣狀態，而只有中間的半氧化態呈導電性。3、光學性質

聚苯胺分子主鏈上含有大量的共軛P電子，當受強光照射時，聚苯胺價帶中的電子將受激發至導帶，出現附加的電子-空穴對，即本征光電導，同時激發帶中的雜質能級上的電子或空穴而改變其電導率，具有顯著的光電轉換效應。而且在不同的光源照射下響應非常復雜且非常迅速。在激光作用下，聚苯胺表現出高非線性光學特性，可用于信息存貯、調頻、光開關和光計算機等技術上。聚苯胺的應用

用聚苯胺制備導電纖維，不僅導電性優良持久，而且通過改變摻雜酸的濃度，很容易調節纖維的電導率，這是其它纖維所不具備的優良性質。在普通纖維中混用極少量的導電纖維，就能賦予纖維制品充分的抗靜電性能，而且抗靜電性能不會受到環境濕度的影響。有人對纖維進行氧化摻雜，制得的導電纖維的比電阻為1.05×10-2Ωcm。

制備方法主要有熔體紡絲法和原位聚合法。熔體紡絲法主要是采用聚苯胺本體紡絲或將聚苯胺與基體聚合物混合紡絲，其優點是制得的導電聚苯胺纖維有較高的電導率，但聚苯胺在普通溶劑中溶解性很差，可供選擇的溶劑極少，因此在實際生產中有很大的限制。Polymermaterials

作為研究最為充分和最具應用潛力的導電聚合物，聚苯胺合成簡便、導電性和獨特的摻雜\去摻雜特性使得其具有廣泛的使用場景。近年來對納米結構的研究使的聚苯胺納米纖維具備了更好的加工性和功能性，并已