導(dǎo)電聚苯胺的制備及其在固體鋁電解電容器中的應(yīng)用.pdf

1、在眾多的導(dǎo)電高分子中，聚苯胺以其合成簡(jiǎn)便、價(jià)格低廉、電導(dǎo)率高、具有潛在加工特性等優(yōu)點(diǎn)，獲得廣泛的關(guān)注。將導(dǎo)電聚苯胺應(yīng)用于固體鋁電解電容器中，不僅可以有效地解決液體電容器電解液易泄漏、干涸，低溫特性差，高頻段阻抗高等問題，且其制備工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，成本較低。因此，將導(dǎo)電聚苯胺用于固體電容器具有重大的實(shí)用價(jià)值。
　　 本文以過(guò)硫酸銨(APS)為氧化劑，通過(guò)化學(xué)氧化法制備導(dǎo)電聚苯胺，根據(jù)不同條件下制得聚苯胺產(chǎn)品的電導(dǎo)率來(lái)優(yōu)化反應(yīng)條件。通過(guò)

2、熱動(dòng)力學(xué)方法，得到聚合反應(yīng)的速率常數(shù)和活化能。使用不同摻雜劑進(jìn)行摻雜，利用紅外吸收光譜、紫外吸收光譜、X射線衍射光譜等手段對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。同時(shí)，使用熱重分析對(duì)產(chǎn)品的高溫穩(wěn)定性進(jìn)行了分析，為利用聚苯胺溶液制備固體鋁電解電容器奠定了基礎(chǔ)。進(jìn)一步利用所制得的導(dǎo)電聚苯胺制備固體電容器，并對(duì)其性能進(jìn)行了分析與探討。結(jié)果如下:
　　 1.通過(guò)改變過(guò)硫酸銨(APS)、十二烷基苯磺酸(DBSA)的用量和反應(yīng)溫度，優(yōu)化了反應(yīng)條件，制備出了溶解度

3、較好，電導(dǎo)率較高的聚苯胺產(chǎn)品，其最佳反應(yīng)條件為An∶APS∶DBSA=1∶0.1∶0.7，反應(yīng)溫度為20℃，反應(yīng)時(shí)間為4h，其電導(dǎo)率可達(dá)到6.506×10-5 S·cm-1。得到的PANI-DBSA結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定，其分解溫度高達(dá)285℃。聚合反應(yīng)的活化能為56.52 kJ·mol-1。
　　 2.分別在十二烷基苯磺酸(DBSA)、硫酸(H2SO4)、D-樟腦-10-磺酸(CSA)、對(duì)甲基苯磺酸(PTSA)的溶液中合成了摻雜態(tài)的聚苯胺

4、。結(jié)果顯示，不同種類酸摻雜聚苯胺具有不同的結(jié)構(gòu)與電導(dǎo)率;紅外光譜顯示合成的聚苯胺由“苯-醌”結(jié)構(gòu)組成，并且摻雜的部位主要是在醌式氮原子上;紫外-可見吸收光譜表明，摻雜態(tài)聚苯胺形成了新的極子帶，使π電子更容易躍遷;X射線衍射譜圖表明，摻雜后聚苯胺分子鏈的剛性增強(qiáng)，具有更高的有序度和規(guī)整性。
　　 3.真空浸漬可以達(dá)到更好的浸漬效果，所制得的固體鋁電解電容器的容量可達(dá)到3.2431μF，同時(shí)具有較好的耐高溫能力，使用溫度可達(dá)到100