Language
Country/Area
No result found
波利安胺的隐秘历史：19世纪科学家们如何揭开这种导电聚合物的奥秘？
自1980年代以来，波利安胺（PANI）因其卓越的电导性和机械性能而受到瞩目。作为半刚性杆状聚合物家族中的导电聚合物，波利安胺已成为最具研究价值的材料之一。在19世纪，几位科学家首次探索了波利安胺，揭开了这种材料背后的秘密。
历史发展
波利安胺的发现可以追溯到19世纪，当时的科学家包括F. Ferdinand Runge、Carl Fritzsche、John Lightfoot和Henry Letheby。 Lightfoot专注于苯胺的氧化，这种化合物在20年前才被分离出来。他开发了第一种商业成功的颜料路径，即所谓的“苯胺黑”。
波利安胺的第一个明确报告直到1862年才出现，报告中包含了一种用于确定小量苯胺的电化学方法。进入20世纪后，偶尔出现关于PANI结构的报告。
波利安胺的合成来自于价格低廉的苯胺，可以表现出三种理想化的氧化状态。
合成方法
尽管生产波利安胺的合成方法相对简单，但聚合的机制可能是复杂的。形成无色至透明的leucoemeraldine的过程可以用下述反应描述：
n C6H5NH2 + [O] → [C6H4NH]n + H2O
常用的氧化剂是过硫酸铵配合1.0 M盐酸（也可以使用其他酸）。聚合物会作为不稳定的分散体沉淀，并形成微米级颗粒。通过将青色的emeraldine base与过氧酸氧化，可以得到(Per)nigraniline。
加工与应用
波利安胺的合成纳米结构十分便利。利用表面活性剂掺杂剂，使波利安胺变得可分散，因此在实际应用中非常有用。研究者们对波利安胺纳米纤维的批量合成进行了广泛的研究。形成emeraldine base的多阶段反应模型被提出，第一阶段形成了pernigraniline PS盐的氧化状态，第二阶段的反应使得pernigraniline还原为emeraldine salt，而苯胺单体则被氧化为自由基阳离子。在第三阶段，这个自由基阳离子与ES盐结合。
根据一项研究的数据，在第一步中，聚合的度到达265，而最终聚合物的聚合度为319。
波利安胺通常以长链聚合物聚集体、由表面活性剂（或掺杂剂）稳定的纳米颗粒分散体或不含稳定剂的纳米纺织分散体的形式生产，具体取决于供应商和合成路径。自1990年代末以来，已经开始商业化生产已掺杂的波利安胺分散体。
潜在应用
波利安胺的主要应用包括印刷电路板的制造：用作最终处理，每年使用的面积达数百万平方米，还有抗静电和ESD涂层，以及防腐蚀保护。波利安胺及其衍生物也被用作高温热处理生产氮掺杂碳材料的前体。
印刷的emeraldine波利安胺基传感器也受到广泛关注，这些设备通常通过丝网、喷墨或气雾喷印来制造。由于波利安胺的极高导电性和机械强度，它的研究与开发将持续吸引许多科学家的注意。
波利安胺的历史为我们带来了科技进步的启示，随着时间的推移，这种材料的潜力是否将得到进一步的挖掘呢?
