Способ получения полианилина

-ИЕ ИЗСБРЕТЕНИ СПИ имии им.Л.В,Пи ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Институт физической хса ржевского(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 электро- проводящих химически стойких покрытий.Цель изобретения - повышение химической и механической прочности, улучшение окислительно-восстановительных свойств и проводимости полианилинового покрытия.П р и м е р 1. Полимеризацию анилина проводят в 3-электродной ячейке с рабочим электродом из Яп 02, представляющим собой слой оптически прозрачной двуокиси олова на кварцевой подложке.В ячейку, опущенную в масляный термостат, помещают 38,6 г ИаН 504 Н 20 и расплавляют его при 80 С. В полученный расплав объемом 20 мл добавляют 0,36 мл анилина (0.2 моль анилина на 1 л, расплава чаНЯ 04 Н 20) и перемешивают. 08 Р 132/02, С 25 В 3/О ским 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 8/см), что достигается электрохими ческой 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. Полимеризацию анилина проводят при постоянном потенциале рабочего электрода 0,7 В (относительно платинового электрода сравнения), Пропустив через ячейку 0,2 кулона на 1 см (0,2 С/см ), пыимеризацию заканчивают и вынимают рабочий электрод из расплавленного электролита, моют погружением в дистиллированную воду и высушивают в эксикаторе при комнатной температуре.В видимом спектре осажденного на оптически прозрачном аноде из ЯпО полимерного слоя толщиной 3,0 10 мм.Э обнаружены полосы поглощения в области 450 и 805 нм, характерные для электрапроводящего полианилина.В повторном варианте этого опыта при прочих равных условиях для полимеризации анилина в расплаве затрачивают 20 С/см, получают более толстый "лои покры.тия - 0,26 мм. Удельная электропроводность составляет 2.3 3/см.П р и м е р 2. Полимеризациюанилина проводят в 3-электродной ячейке с рабочим электродом, представляющим собой платиновую пластину. В ячейку, опущенную в термостат, помещают 38,6 г йаНЯО 4 К 20, расплавляют при 80 С. В полученный расплав объемом 20 мл добавляют 0,36 мл анилина (0,2 моль анилина на 1 л расплава МаНЯО 4 Н 20) 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 5/см.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, э 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 йаН 504 0,5 моль/л,5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Окислительно-восстановительные свойства (редокс-обратимость) полученного полианилина испытывали в процессе многократного окисления-восстановления при циклическом изменении приложенного потенциала в области 0,2-1,0 В. Форма вольтамперных кривых и потенциалы пиков окисления-восстановления 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.П р и м е р ы 3-16. Все операции проводят как в примере 2, используя разные параметры проведения процесса,Данные по примерам 1-16 приведены в таблице.П р и м е р 17 (сравнительный по прототипу). Процесс полимеризации анилина проводят в водном растворе йаН 504 при 20 С, Концентрация анилинэ в растворе составляет 0,44 моль/л МаН 504 - 0,5 моль/л, потенциал рабочего электрода0,9 В нормального каломельного электрода, при 20 С. Сопротивление образцов полимера толщиной 1,7 рм и длиной 50 рм, осажденных на двух золотых электродах достигает 10 -10 Ом. При отсутствии допирования образцы пропускают ток 1-10 А, электропроводность составляет 1 10 5 /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 моно- мера на аноде в присутствии электролита на основе гидросульфата натрия, о т л и ч а юш и й 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 гидро- сульфата 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 0,05- 0,20 и 0,05-0,10 моль/л соответственно при 80-95 С.1669920 о о о о о о о о о в о ф 1 св сч св сч о о о о о о в о 1 ф с ъ сч сч о ф сч с о1счм Ю см и сс. а к. а Р Р Р Р Р Рвв Р Р Р оЯ Ф 4 о о О Ос м Юс с Оф ф о о ф ф С сч