聚苯胺(PAn),是一種高分子化合物,具有特殊的電學(xué)、光學(xué)性,經(jīng)摻雜后可具有導(dǎo)電性及電化學(xué)性能。
本征態(tài)的聚苯胺是絕緣體,經(jīng)質(zhì)子酸摻雜或電氧化都可使其電導(dǎo)率提高十幾個(gè)數(shù)量級。通常導(dǎo)電高分子的摻雜總是伴隨著其主鏈上電子的得失,而聚苯胺在用質(zhì)子酸摻雜時(shí),電子數(shù)不發(fā)生改變。
這種新型的導(dǎo)電纖維具有以下特征:
1.優(yōu)良的導(dǎo)電性能
經(jīng)氧化摻雜的聚苯胺制得的導(dǎo)電纖維的電阻率為1.05×10-2Ω·cm
2.電導(dǎo)率的可設(shè)計(jì)性
通過改變摻雜酸的濃度,可以很容易的調(diào)節(jié)纖維的電導(dǎo)率,這是其他導(dǎo)電纖維所不具備的性質(zhì)。
制備聚苯胺時(shí)的PH值對纖維導(dǎo)電性影響很大:
當(dāng)PH值>4時(shí),聚苯胺呈絕緣性質(zhì);
當(dāng)2<PH<4時(shí),電導(dǎo)率隨溶液PH值得降低迅速增加,是半導(dǎo)體性質(zhì);
當(dāng)PH值<2時(shí),聚苯胺呈金屬性質(zhì);
聚苯胺只有在酸性條件下(即PH<4),才有較高的電導(dǎo)率。
3.耐酸堿性
聚苯胺在環(huán)境PH≥7時(shí),具有完全氧化態(tài)結(jié)構(gòu);在環(huán)境PH<7時(shí),聚苯胺結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,形成聚苯胺鹽結(jié)構(gòu),此時(shí),聚苯胺具有良好的導(dǎo)電性和電化學(xué)活性。
聚苯胺導(dǎo)電纖維經(jīng)PH值較大的偏堿性或中性溶液浸泡時(shí),酸堿平衡遭到破壞,則發(fā)生質(zhì)子消除反應(yīng),使聚苯胺的摻雜率下降,所以纖維的導(dǎo)電性能下降。
聚苯胺導(dǎo)電纖維經(jīng)PH=9的溶液浸泡20分鐘后,纖維的導(dǎo)電性幾乎完全失去;而再用1mol/L的鹽酸重新?lián)诫s后,又能回復(fù)導(dǎo)電性能。
聚苯胺復(fù)合導(dǎo)電滌綸織物的導(dǎo)電性能受洗滌溶液酸堿度的影響:其中堿性洗滌液使導(dǎo)電性能降低2個(gè)數(shù)量級;酸性洗滌液使導(dǎo)電性能下降1個(gè)數(shù)量級.
4.耐久性
聚苯胺在滌綸織物表面具有良好的附著性,且空氣穩(wěn)定性好;但是鹽酸由于分子質(zhì)量小易于發(fā)生脫摻雜行為,空氣穩(wěn)定性較差;因此,鹽酸摻雜聚苯胺的脫摻雜行為是聚苯胺復(fù)合導(dǎo)電織物電導(dǎo)率隨時(shí)間衰減的主要原因。在織物的表面涂一層保護(hù)膜可以有效地改善這種狀況。