[发明专利]一种聚苯胺类化合物的制备方法

说明书

本发明属于高分子化学和材料学领域，公开了一种聚苯胺类化合物的制备方法。具体步骤为：将多氨基化合物、1,4‑环己二酮和酸催化剂与溶剂混合均匀后，再进行聚合反应，反应完成后纯化并干燥，得到聚苯胺类聚合物；所述聚苯胺类聚合物具有式(Ⅰ)的结构。本发明的方法条件温和，聚合单体简单易得，聚合物产率高，修饰基团精确可控，原子经济性高，且具有绿色环保；本发明的聚苯胺类化合物具有优异的可加工性和较高的热稳定性，可用于超级电容器、传感器、防腐涂料、金属催化剂载体、二次电池、电磁屏蔽、电致变色、抗静电和分离膜等领域。

技术领域

本发明属于高分子化学和材料学领域，具体涉及一种聚苯胺类化合物的制备方法。

技术背景

聚苯胺具有原料便宜、合成简单、比表面积大、电导率高、热稳定性好、相容性良好、掺杂/脱掺杂和可逆氧化还原等特点，因此，在超级电容器、传感器、防腐涂料、金属催化剂载体、二次电池、电磁屏蔽、电致变色、抗静电、气体吸附与分离、污染物吸附和分离膜等领域，具有诱人的应用前景，被认为是最具发展前途的有机聚合物之一。(化学新型材料2015,43,218-223.)

常见的合成方法有化学聚合，利用氧化剂进行氧化，如(NH₄)₂SO₈、K₂Cr₂O₇、KIO₃、FeCl₃、H₂O₂、Ce(SO₄)₂、AlCl₃，MnO₂和BPO(过氧化二苯甲酰)等，这类氧化剂需要考虑氧化剂的浓度和反应温度，部分反应需要在低温或者惰性气氛(N₂/Ar气氛)保护下才能进行，并且很容易生成多种未知的氧化产物(化工进展2017，27,1561)；或者利用Buchwald-Hartwig偶联进行聚合(Chem.Commun.,2014,50,8002-8005；Macromolecules 2016,49,6322-6333.；Applied Catalysis A:General 2016,515,164–169.；Journal of Hazardous Materials2017,338,224–232.；Chem.Commun.,2018,54,6796—6799；Adv.Mater.,2018,30,1705710.)，这些工作都需要用到钯催化剂，并且需要在惰性气氛(N₂/Ar气氛)保护下才能进行。此外反应完成后需要洗涤聚合物中残留的催化剂。这种反应方法成本高，反应条件苛刻，给大规模生产带来很大的限制。与此同时，需要不同性质的聚苯胺，需要进行修饰不同基团来调节，二次加工聚苯胺存在修饰不均匀，位点的不确定性，给应用带来了不确定的影响因素。

因此，可以预见提高反应效率，简化反应条件，使用温和的反应条件来合成修饰精确可控的聚苯胺具有重要的科学意义和应用价值。

发明内容

为了克服现有技术的缺点和不足，也为了实现苯胺类化合物聚合方法的应用价值，本发明的目的在于提供由一种聚苯胺类化合物的制备方法。该制备方法基于苯胺和环己二酮在酸催化下的Schiff碱反应，直接聚合，通过空气中氧气氧化生成聚苯胺类化合物，反应简单、高效、容易操作，提纯简易纯度高，并且能够有效调控修饰基团。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种聚苯胺类化合物的制备方法，包括以下步骤：

将多氨基化合物、1,4-环己二酮和酸催化剂与溶剂混合均匀后，再进行聚合反应，反应完成后纯化并干燥，得到聚苯胺类聚合物；

所述的多氨基化合物的结构通式如式(Ⅱ)所示：

其中，n为2～8的整数；R^x选自以下结构式1～103中的任意一种：