Способ получения полианилина

Способ получения полианилина

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к химии полимеров и позволяет получать электрохимическим способом полианилиновое покрытие на аноде, обладающее повышенной химической и механической прочностью, улучшенными окислительно-восстановительными свойствами (число редокс-циклов составляет 2800 - 3000) и проводимостью (электропроводность 2,3 - 19,0 S/см), что достигается электрохимической полимеризацией на аноде, выполненном из диоксида олова, графита или платины, анилина или сульфата анилина в расплаве моногидрата гидросульфата натрия при 80 - 95°С и концентрациях анилина или сульфата анилина в расплаве 0,05 - 0,20 и 0,05 - 0,10 моль/л соответственно. 1 табл.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕ КИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4642907/05 (22) 12.12.88 (46) 15.08.91. Бюл.¹ 30 (71) Институт физической химии им.Л.В,Писа ржевского (72) Э.П.Платонова, Л.И.Полищук, Я.И.Курысь и В,Д.Походенко (53) 678,813(088.8) (56) Paul,Å,W . Ricco А.J., Wrighton Н.S, Preparation of polyanylyne by е!еctrochemical

method. — J, Fhys, Chem, 1985, i. 89, р, 1441. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИАНИЛИНА (57) Изобретение относится к химии полимеров и позволяет получать электрохимичеИзобретение относится к химии и технологии полимеров, а именно к способу получения полианилинового покрытия, и может быть использовано для получения электропроводящих химически стойких покрытий.

Цель изобретения — повышение химической и механической прочности, улучшение окислитель но-восстановител ьн ы х свойств и проводимости полианилинового покрытия.

Пример 1. Полимеризацию анилина проводят в 3-электродной ячейке с рабочим электродом из Яп02, представляющим собой слой оптически прозрачной двуокиси олова на кварцевой подложке.

В ячейку, опущенную в масляный термостат, помещают 38,6 г NaHS04 HzO и расплавляют его при 80 С. В полученный расплав объемом 20 мл добавляют 0,36 мл анилина(0.2 моль анилина на I л, расплава

NaHSO4 НгО) и перемешивают... Ы 1669920 А1 (Я)5 С 08 F 132/02, С 25 В 3/02 ским способом полианилиновое покрытие на аноде, обладающее повышенной химической и механической прочностью, улучшенными окислительно-восстановительными свойствами (число редокс-циклов составляет 28003000) и проводимостью (электропроводпость

2,3-19,0 S/см), что достигается электрахим!1 ческой полимеризацией на аноде, выполненном 4з диоксида олова, графита или платины, анилина или сульфата анилина в расплаве моногидрата гидросульфата натрия при 8095 С и концентрациях анилина или сульфата анилина в расплаве 0,05-0,20 и 0,05-0,10 моль/л соответственно. 1 табл.

Полимеризацию анилина проводят при постоянном потенциале рабочего электрода

0,7 В (относительно платиноього электрода сравнения). Поопустив через ячейку 0,2 кулона на 1 см (0,2 C/см ), пы имеризацию заканчивают и вынимают рабочий электрод из расплавленного электролита, моют погружением в дистиллированную воду и высушивают в эксикаторе при комнатной тeìïåðàòópå.

В видимом спектре осажденного íà оптически прозрачном аноде из ЯпО полимерного слоя толщиной 3,0.10 мм

-з обнаружены полосы поглощения в области

450 и 805 нм, характерные для электрапроводящего полианилина.

В повторном варианте этого опыта при прочих равных условиях для полимериэации анилина в расплаве затрачивают 20

С/см, получают более толстый "лои покры166о920 тия — 0,26 мм. Удельная электропроводность составляет 2.3 S/cì.

Пример 2. Полимеризациюанилина проводят в 3-электродной ячейке с рабочим электродом, представляющим собой платиновую пластину. В ячейку, опущенную в термостат, помещают 38,6 r NaHS04 Н20, расплавляют при 80 С. В полученный расплав объемом 20 мл добавляют 0,36 мл анилина (0,2 моль анилина на 1 л расплава

МаНЯО4 Н20) и перемешивают.

Полимеризацию анилина проводят при постоянной температуре 80 С и постоянном потенциале рабочего электрода 0,7 В (относительно платинового электрода сравнения), Пропустив через ячейку с расплавленным электролитом 42 С/см, полимеризацию заканчивают, вынимают рабочий электрод, моют его в дистиллированной воде и сушат в эксикаторе при комнатной температуре, Удельная электропроводность покрытия толщиной 0,5 мм 16,0 S/ñì.

Полимерные покрытия на платиновых электродах использовали для оценки химической устойчивости образующего полианилина путем погружения в полярные (ацетонитрил, диметилформамид., пропиленкарбонэт) и неполярные (гексан, бензол, хлороформ, четыреххлористый углерод) органические растворители, а также разбавленную и концентрированную соляную кислоту.

При контакте полимерного покрытия толщиной 0,5 мм с перечисленными растворителями в течение 1-2 ч не обнаруживали изменения характера поверхности полимерного слоя, его окраски и адгезии к электроду. Окраска растворителей также не изменялась, После погружения электрода с полимерным слоем в хромовую смесь спустя 5 мин отмечали начало деструкции: набухание покрытия и потерю им адгезии к электроду, "сползание" в хромовую смесь, которое завершалось в течение 20-24 ч контакта с окислителем.

Для полимерного покрытия толщиной

0,5 мм определена механическая прочность по времени равномерного истирания при нагрузке 0,1 кг/см до обнаружения материала электрода, оно составило 28 мин.

Полианилиновое покрытие толщиной

0,5 мм на платиновой пластине испольэовали как рабочий электрод в 3-электродной электролитической ячейке, заполненной водным раствором NaHS04 0,5 моль/л, 5

Окислительно-восстановительные свойства (редокс-обратимость) полученного полианилина испытывали в процессе многократного окисления-восстановления при циклическом изменении приложенного потенциала в области 0,2-1,0 B. Форма вольтамперных кривых и потенциалы пиков окисления-аосстановления полимера практически не изменяются после 14 и последующих 16 ч циклирования при скорости 0,05 и 0,1 В/с соответственно. Полимер выдерживает

3000 редокс-циклов. Окраска приэлектродного электролита не изменяется, полимер не "сползает" с электрода, его адгезия к электроду сохраняется.

Пример ы 3-16. Все операции проводят КаК в примере 2, используя разные параметры проведения процесса, Данные по примерам 1-16 приведены в таблице.

Пример 17 (сравнительный по прототипу). Процесс полимеризации анилина проводят в водном растворе NaHSO4 при

20 С. Концентрация анилинэ в растворе составляет 0,44 моль/л NaHS04 — 0,5 моль/л, потенциал рабочего электрода 0,9 В нормального каломельного электрода, при

20 С. Сопротивление образцов полимера толщиной 1,7им и длиной 50рм, осажденных т на двух золотых электродах достигает 10

-10 Ом. При отсутствии допирования образцы пропускают ток 1-10 А, электропроводность составляет 1.10 S /см.

Многократное окисление-восстановление образцов возможно лишь при наложении дополнительного потенциала, условием достижения полианилином 2400 редоксциклов является его непрерывное дополнительное допирование.

Формула изобретения

Способ получения полианилина путем злектрохимической полимеризации мономера на аноде в присутствии электролита на основе гидросульфата натрия, о т л и ч а юш и и с я тем, что с целью повышения химической и механической прочности, улучшения окислительно-восстановительных свойств и проводимости полианилинового покрытия, в качестве электролита используют расплав моногидрата гидросульфата натрия, в качестве анода используют анод из платины, графита или диоксида олова, в качестве мономера — анилин или сульфат анилина и полимеризацию проводят при их концентрации в расплаве 0.050,20 и 0,05-0,10 моль/л соответственно при

80-95 С.

1669920 о о о о

О О О О о о в о

1 с 1 с ъ сч сч со с> Ф

1 N сч N сч с с с

t Ф

4 о см

С л

\!

t о сч е е с«(« 0

«ф o ««

N - — Ch Л е

Ос

«л с 1 Ch

СЧ

Ф о с Ъ

»Ф

1 I I 1 в сф а и (» Ра о

c u u u u

CCl Рч Рс Ра Рс

u u u u

Рс I(» Ыл а и (» а

u u

0r Р« о с! О

* « о о о о

N N

« о о о о

« о ю л о

С сч

« о о о

N N

° « о о о со о

« о о съ о о

« ° о о

Ю

Ф

« о о

N о

j3! 1.

1 (х

< I и; о х о

11

° CI

1 1 1 1 ! 1 1 1

I 1 1

1 l 1

Я) о л

N .С М

О О О О О О

О О О О О н о о o m o (1 I I с (сч с(сч с(ц(о 4з л

I 1 1 N С"Ъ сЧ N с 4 cV.Э .Э 1 1 (Л .С -т

Ю о о

О О Ю а О О(О О О мЪ Л Ю с а О о

ОЭ 00 Ch О\ СО Л СО СО Ch Ch СО СО Ф N N

° «

Й В а а

СС v(c lg

)!!

Ф а ха а х к e e

Й и й с (с