[发明专利]含有巯基的聚苯胺及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于聚苯胺制备方法领域，具体涉及一种含有巯基的聚苯胺及其制备方法。

背景技术

含有巯基的聚苯胺是一种非常有前景的导电高分子材料，首先聚苯胺是一类优异的导电高分子，具有优异的环境稳定性，可用于制备传感器、电池、电容器、抗静电材料、防腐材料等领域，具有广阔的应用前景；该类巯基聚苯胺材料除了具有聚苯胺的特性之外，巯基是一种具有自组装等特殊性质的活性基团，使得该材料可以进行自组装，另外，可以作为一种重要的锂-硫电池电极材料，其次，其主链上的巯基基团可以与不饱和双键发生“Click”反应，因而，可以作为紫外光固化涂料中的一种重要的材料，降低紫外光固化能量，加大涂膜的交联密度。然而，聚苯胺通常是通过在酸性介质中，通过过硫酸铵等过氧化剂对苯胺进行氧化，通过阳离子自由基聚合制备而成，因而在制备含有巯基的聚苯胺过程中，如果使用传统的聚苯胺合成方法，具有强还原性的巯基，则会被氧化剂氧化，则氧化剂会氧化含有巯基的苯胺的单体，从而，难以得到含有巯基的聚苯胺。公开号为CN1667022报道了一种含有巯基的聚苯胺，其核心技术是首先在50～80℃温度下，将十二烷基硫酸钠溶解在盐酸溶液中，滴加2-氨基苯硫酚，然后，再将过硫酸铵的盐酸溶液滴入反应体系中，滴加完毕后，继续搅拌反应8～12h，然后，在5～8℃环境中，将反应液静止放置16～24h，得到含有巯基的聚苯胺。该专利中的含有巯基的2-氨基苯硫酚单体，完全暴露在过硫酸铵氧化剂的环境中，使得巯基会被氧化剂过硫酸铵氧化，因而，难以得到真正的含有巯基的聚苯胺。何小平等人（武汉大学学报，2002,48（4）：445-448）报道了溶液聚合法合成含有巯基的聚邻巯基苯胺，发现产物中的巯基已经部分被氧化成砜或亚砜基。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的含有巯基的聚苯胺的制备方法过程中，巯基被氧化剂氧化的问题，而提供一种含有巯基的聚苯胺及其制备方法。

本发明首先提供一种含有巯基的聚苯胺的制备方法，包括如下：

步骤一：将含有巯基的苯胺单体溶解在有机溶剂中，得到第一混合溶液，所述第一混合液中含有巯基的苯胺单体的浓度为1～3mol/L;

步骤二：将氧化剂溶解在无机酸水溶液中，得到第二混合溶液;

步骤三：将步骤一得到的第一混合溶液和步骤二得到的第二混合溶液混合，含有巯基的苯胺单体在水-有机溶剂界面发生聚合，得到反应产物；

步骤四：将步骤三所述的反应产物经过洗涤、醇洗、干燥后得到含有巯基的聚苯胺。

优选的是，所述的步骤一中含有巯基的苯胺单体为2-氨基苯硫酚或3-氨基苯硫酚中的一种。

优选的是，所述的步骤一的有机溶剂选自二氯甲烷、氯仿和四氯化碳中的一种或几种。

优选的是，所述的步骤二的氧化剂选自过硫酸铵、过硫酸钠和过硫酸钾中的一种或几种。

优选的是，所述的步骤二的无机酸选自盐酸、硫酸、硝酸、磷酸和高氯酸中的一种或几种。

优选的是，所述第二混合溶液中氧化剂的浓度为1～3mol/L。

优选的是，所述第二混合溶液中无机酸浓度为0.5～3mol/L。

优选的是，所述含有巯基的苯胺单体与氧化剂摩尔比为1：（1～3）；

优选的是，所述的步骤三的聚合温度为-10～10℃，时间为12～36小时。

本发明还提供上述一种含有巯基的聚苯胺的制备方法得到的含有巯基的聚苯胺。

本发明的有益效果

本发明首先提供一种含有巯基的聚苯胺的制备方法，和现有技术相对比，本发明使用“界面聚合”方法，在水-有机溶剂形成的界面进行阳离子自由基聚合，含有巯基的苯胺单体在有机溶剂中，与存在于水相中的氧化剂仅仅在“界面”接触，从而降低了巯基被大剂量的氧化剂氧化的机会，因而，保护了巯基不被氧化；另外，本发明是使用了密度比水大的有机溶剂，从而，含有巯基的苯胺单体所在的有机相在下层，上层为水相，相当于“液封”的作用，因而，下层的含有巯基的苯胺也不会被空气中的氧气所氧化，所以，进一步保护了巯基不被氧化。

本发明还提供一种含有巯基的聚苯胺，通过上述方法得到的聚苯胺，使制备过程中的巯基不会被氧化剂和空气中的氧气氧化，实验结果表明：本发明的含有巯基的聚苯胺数均分子量为13671-18306道尔顿，重均分子量为17112-20303道尔顿。

附图说明

图1为本发明实施例1制备得到含有巯基的聚苯胺的GPC曲线图；

图2为本发明实施例1制备得到含有巯基的聚苯胺的扫描电镜图；