一种高电导率聚吡咯凝胶及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高电导率聚吡咯凝胶及其制备方法，涉及高分子材料技术领域，本发明专利技术高电导率聚吡咯凝胶，按重量份计，包括羧甲基壳聚糖21

【技术实现步骤摘要】
一种高电导率聚吡咯凝胶及其制备方法


[0001]本专利技术涉及高分子材料
，特别涉及一种高电导率聚吡咯凝胶及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚吡咯是一种常见的导电聚合物。纯吡咯单体常温下呈现无色油状液体，是一种C，N五元杂环分子，微溶于水，无毒，聚吡咯可由吡咯单体通过化学氧化法或者电化学方法制得。化学聚合是在一定的反应介质中通过采用氧化剂对单体进行氧化或通过金属有机物偶联的方式得到共轭长链分子并同时完成一个掺杂过程。该方法的合成工艺简单，成本较低，适于大量生产。使用化学法制备聚吡咯时的产物一般为固体聚吡咯粉末，即难溶于一般的有机溶剂，机械性能也较差不易进行加工，聚吡咯可用于生物、离子检测、超电容及防静电材料及光电化学电池的修饰电极、蓄电池的电极材料。此外，还可以作为电磁屏蔽材料和气体分离膜材料，用于电解电容、电催化、导电聚合物复合材料等，应用范围很广；
[0003]现有技术中，由于凝胶的天然多孔结构和属性，致使其密度较小，故目前聚吡咯凝胶材料普遍存在电导率较低的缺陷，因而较大程度限制了聚吡咯凝胶材料在多个方面，且制备工艺繁琐，不利于工业、生活中大范围推广使用。

技术实现思路

[0004]本专利技术的主要目的在于提供一种高电导率聚吡咯凝胶及其制备方法，以解决
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：一种高电导率聚吡咯凝胶，按重量份计，包括羧甲基壳聚糖20
‑
25份、交联剂5
‑
10份、吡咯单体5
‑
10份、聚乙烯醇5
‑
10份、硫磺基染料4
‑
8份、单宁酸4
‑
8份、低冰点介质30
‑
35份、三价铁盐10
‑
15份、去离子水90
‑
95份。
[0006]进一步地，按重量份计，包括羧甲基壳聚糖21
‑
24份、交联剂7
‑
9份、吡咯单体6
‑
8份、聚乙烯醇6
‑‑
9份、硫磺基染料5
‑
7份、单宁酸5
‑
7份、低冰点介质31
‑
33份、三价铁盐12
‑
14份、去离子水92
‑
94份。
[0007]进一步地，所述交联剂为过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰、二叔丁基过氧化物和过氧化氢二异丙苯中的一种或两种。
[0008]进一步地，所述聚乙烯醇为高分子稳定剂，所述聚乙烯醇的分子量为70000
‑
200000。
[0009]进一步地，所述低冰点介质为离子液体1
‑
丁基磺酸
‑3‑
甲基咪唑硫酸氢三氯铁盐，1
‑
丁基磺酸
‑3‑
甲基咪唑硫酸氢盐和1
‑
丁基
‑3‑
甲基咪唑四氯铁盐中的一种或两种。
[0010]进一步地，所述三价铁盐为三氯化铁、硫酸铁、硝酸铁和对甲苯磺酸铁中的一种或两种。
[0011]一种高电导率聚吡咯凝胶的制备方法，包括如下步骤：
[0012]步骤S1：室温下将聚乙烯醇与去离子水混合，搅拌5
‑
10min，充分混合制得高分子
稳定剂溶液，而后将高分子稳定剂溶液分为两部分；
[0013]步骤S2：对上述一部分高分子稳定剂溶液加入吡咯单体、硫磺基染料和单宁酸，搅拌反应5
‑
20min，得到第一溶液；
[0014]步骤S3：而后对另一部分高分子稳定剂溶液中加入三价铁盐，搅拌使其溶解，制得第二溶液；
[0015]步骤S4：将第一溶液和第二溶液快速混合，搅拌充分后加入羧甲基壳聚糖和交联剂，而后进行冻干处理，得到初步凝胶；
[0016]步骤S5：室温下去上述凝胶置于低冰点介质中震荡处理，得到高电导率聚吡咯凝胶。
[0017]进一步地，所述步骤S4中将混合液注入密封的模具中，连同模具于
‑
30℃～
‑
70℃的环境中冷冻处理4～12h，而后将此凝胶于
‑
20℃冷冻干燥2h。
[0018]进一步地，所述S2为磺酸基染料为甲基橙、乙基橙和酸性蓝25中的一种或两种。
[0019]本专利技术具有如下有益效果：
[0020]一、本专利技术高电导率聚吡咯凝胶通过羧甲基壳聚糖、交联剂和聚乙烯醇减少凝胶的孔洞，提高其整体密度，提高其电导率，同时通过三价铁盐进一步提高凝胶的电导率，经该方法制得的高电导率聚吡咯凝胶兼具良好导电性和力学性能，可以耐受较宽的温度范围，不易失水坍缩、不易被冷冻结冰。
[0021]二、本专利技术高电导率聚吡咯凝胶的制备方法原料来源广，操作简单，易于工业化生产，加工使用可控性强，适应性强。
[0022]当然，实施本专利技术的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
[0023]图1为本专利技术高电导率聚吡咯凝胶的制备方法流程图。
具体实施方式
[0024]下面将对本实用专利技术例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0025]实施例1
[0026]一种高电导率聚吡咯凝胶，按重量份计，包括羧甲基壳聚糖20
‑
25份、交联剂5
‑
10份、吡咯单体5
‑
10份、聚乙烯醇5
‑
10份、硫磺基染料4
‑
8份、单宁酸4
‑
8份、低冰点介质30
‑
35份、三价铁盐10
‑
15份、去离子水90
‑
95份。
[0027]按重量份计，包括羧甲基壳聚糖21
‑
24份、交联剂7
‑
9份、吡咯单体6
‑
8份、聚乙烯醇6
‑‑
9份、硫磺基染料5
‑
7份、单宁酸5
‑
7份、低冰点介质31
‑
33份、三价铁盐12
‑
14份、去离子水92
‑
94份。
[0028]交联剂为过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰、二叔丁基过氧化物和过氧化氢二异丙苯中的一种或两种，聚乙烯醇为高分子稳定剂，聚乙烯醇的分子量为70000
‑
200000。
[0029]低冰点介质为离子液体1
‑
丁基磺酸
‑3‑
甲基咪唑硫酸氢三氯铁盐，1
‑
丁基磺酸
‑3‑
甲基咪唑硫酸氢盐和1
‑
丁基
‑3‑
甲基咪唑四氯铁盐中的一种或两种本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高电导率聚吡咯凝胶，其特征在于，按重量份计，包括羧甲基壳聚糖20
‑
25份、交联剂5
‑
10份、吡咯单体5
‑
10份、聚乙烯醇5
‑
10份、硫磺基染料4
‑
8份、单宁酸4
‑
8份、低冰点介质30
‑
35份、三价铁盐10
‑
15份、去离子水90
‑
95份。2.根据权利要求1所述的一种高电导率聚吡咯凝胶，其特征在于，按重量份计，包括羧甲基壳聚糖21
‑
24份、交联剂7
‑
9份、吡咯单体6
‑
8份、聚乙烯醇6
‑‑
9份、硫磺基染料5
‑
7份、单宁酸5
‑
7份、低冰点介质31
‑
33份、三价铁盐12
‑
14份、去离子水92
‑
94份。3.根据权利要求2所述的一种高电导率聚吡咯凝胶，其特征在于，所述交联剂为过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰、二叔丁基过氧化物和过氧化氢二异丙苯中的一种或两种。4.根据权利要求2所述的一种高电导率聚吡咯凝胶，其特征在于，所述聚乙烯醇为高分子稳定剂，所述聚乙烯醇的分子量为70000
‑
200000。5.根据权利要求2所述的一种高电导率聚吡咯凝胶，其特征在于，所述低冰点介质为离子液体1
‑
丁...

【专利技术属性】
技术研发人员：管洪涛，陈刚，董成军，
申请(专利权)人：云南大学，
类型：发明
国别省市：