[发明专利]聚苯胺微球及其制备方法

说明书

本发明提供了一种聚苯胺微球的制备方法，包括：将苯胺水溶液用γ‑射线进行辐照，得到聚苯胺微球；所述苯胺水溶液的pH为弱酸性、中性或碱性。与现有技术相比，本发明利用γ‑射线辐照苯胺水溶液，利用高能射线辐射效应，在室温下一步获得不易聚集、亚微米级的聚苯胺微球，该方法无需使用化学氧化试剂，体系纯净，节约能耗，具有条件温和，易于操作，环境友好的特点，且收率也较高。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，尤其涉及聚苯胺微球及其制备方法。

背景技术

聚苯胺是由苯胺为结构单元连接而成的一种具有特殊的电学和光学性质的高分子材料。聚苯胺经质子掺杂后，具有优异的导电性及电化学性能，在生物或化学传感器、电子场发射源、锂离子电池电极材料、选择性膜材料、防静电和电磁屏蔽材料、导电纤维、防腐材料等等领域具有广泛的实际和潜在应用。

聚苯胺通常采用化学氧化法和电化学法制备。其中，化学氧化法主要是在苯胺水溶液中加入引发剂(如过硫酸铵、二氧化锰、氯化铁等)，使苯胺氧化聚合[S.Bhadra,D.Khastgir,N.K.Singha,J.H.Lee,et al.Prog.Polym.Sci,2009,34,783-810；G.Ciric-Marjanovic,et al.Synthetic Met,2013,117,1-47.]；电化学法是在电场作用下使苯胺单体在惰性电极表面发生氧化聚合[B.C.Wang,J.S.Tang,F.S.Wang,et al.SyntheticMet,1986,13,329-334；V.Gupta,N.Miur,et al.Mater.Lett,2006,60,1466-1469.]。这两类方法合成的聚苯胺材料形貌主要为纳米粒子，纳米纤维，纳米薄膜等[J.B.Yin,X.Xia,L.Q.Xiang,Y.P.Qiao,X.P.Zhao,et al.Smart Mater.Struct,2009,18,095007；Q.Wu,Y.X.Xu,Z.Y.Yao,A.R.Liu,G.Q.Shi,et al.ACS Nano,2010,4,1963-1970；D.W.Hatchett,M.Josowicz,J.Janata,et al.J.Electrochem.Soc,1999,146,4535-4538；]。除此之外，也有采用高能射线辐射法制备聚苯胺材料的报道。例如Azevedo等利用X射线辐照溶有苯胺单体的稀硝酸溶液，利用X射线与硝酸根离子相互作用后产生的·OH引发苯胺单体的聚合，得到直径为90nm的聚苯胺纳米纤维[J.F.Felix,R.A.Barros,W.M.de Azevedo,etal.Synthetic Met,2011,161,173-176.]。利用类似的原理，Lee等利用γ-射线辐照溶有苯胺单体的硝酸银溶液，同样可以引发苯胺单体聚合，得到平均尺寸为100nm的聚苯胺纳米粒子[M.R.Karim,K.T.Lim,C.J.Lee,T.I.Bhuiyan,H.J.Kim,L.S.Park,M.S.Lee,etal.J.Polym.Sci.Pol.Chem,2007,45,5741-5747.]。但以上方法制备得到的聚苯胺尺寸较小、容易聚集并且很难被改性，限制了其进一步的应用。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种亚微米级的聚苯胺微球及其制备方法。

本发明提供了一种聚苯胺微球的制备方法，包括：

将苯胺水溶液用γ-射线进行辐照，得到聚苯胺微球；所述苯胺水溶液的pH为弱酸性、中性或碱性。

优选的，所述苯胺水溶液的pH值为6～13。

优选的，所述苯胺水溶液中苯胺单体的浓度为5～50mg/ml。

优选的，所述γ-射线的辐射源为⁶⁰Co辐射源。

优选的，所述辐照的吸收剂量率为20～60Gy/min；辐照时间为15～30h。

优选的，所述辐照的总吸收剂量大于18kGy。