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本论文采用化学氧化聚合法和电化学氧化聚合法在三种水性聚合介质中合成
了一系列8-喹啉胺(AQ)均聚物及其分别与邻乙基苯胺(EA)和邻乙氧基苯胺(PHT)
的共聚物。在化学氧化聚合中,通过实时记录反应体系的开路电位及温度随聚合
时间的变化,跟踪了两种共聚物的共聚过程,探讨各种聚合条件包括共聚单体配
比、聚合温度、反应介质对共聚合的影响。借助激光粒度分析、原子力显微镜、
透射电镜、红外光谱、紫外光谱、核磁共振波谱、凝胶色谱等方法系统表征了所
生成AQ聚合物精细颗粒的产率、粒径和分子结构,并对聚合物的电导性,溶解
性和成膜性等进行了详细研究。在电化学氧化聚合中,研究了不同共聚配比的
AQ/EA和AQ/PHT单体混合液在0.5 M H2SO4水溶液和0.1M NaClO4乙腈溶液中
的电化学聚合过程,还研究了所得AQ共聚膜的电化学行为,结构和溶解性。
研究发现,在化学聚合中,AQ/EA和AQ/PHT共聚物的产率、粒径、分子结
构、分子量及其分布、电导性、溶解性和成膜性依赖于共聚单体配比、聚合温度
和聚合介质。随着AQ共聚投入量的增加,聚合温度的降低或聚合介质pH值的降
低,AQ/EA和AQ/PHT化学氧化共聚反应速率均变慢。AQ共聚物的产率随着AQ
含量的增加而降低,AQ在共聚物分子链中的含量高于AQ的投入量。AQ共聚物
颗粒的粒径随AQ含量的增加或聚合温度的升高而减小。原子力显微镜观察发现
AQ共聚物颗粒是粒径为20~100nm之间的椭球。1.OM HCI掺杂的AQ共聚物,
其电导率在1×10-5至1×10-7 S·cm-1之间,并且随着聚合温度的降低而升高。相比
乙腈和水的混合液,酸性介质有利于制备高电导率的AQ共聚物。AQ共聚物的溶
解性随着AQ含量的减少而减增加,AQ投入量小于30mol%的共聚物具有良好的
溶解性。当AQ投入量为5-10 mol%时,所得AQ共聚物成膜性好,能得到光亮
平整的共聚物膜。
在电化学聚合中,三种单体的氧化由难到易依次为:EA,AQ,PHT。在0.1M
NaClO4乙腈溶液中这三种单体的氧化电位比在0.5 M H2S04水溶液中低,但在0.5
M H2S04水溶液中电聚合得到的AQ共聚膜显示较高的分子量和电活性。与化学
聚合法相比,电化学聚合得到的AQ均聚物和共聚物具有更高的分子量,且溶解
性优于化学聚合法所制备的AQ聚合物。
关键词:化学氧化聚合,电化学氧化聚合,8-喹啉胺/邻乙基苯胺共聚物,8-喹啉胺/邻乙氧基苯胺共聚物,纳米颗粒,电导性