RU2581084C2 - Method of producing composite lacquer for electroconductive material - Google Patents
Method of producing composite lacquer for electroconductive material Download PDFInfo
- Publication number
- RU2581084C2 RU2581084C2 RU2014125888/05A RU2014125888A RU2581084C2 RU 2581084 C2 RU2581084 C2 RU 2581084C2 RU 2014125888/05 A RU2014125888/05 A RU 2014125888/05A RU 2014125888 A RU2014125888 A RU 2014125888A RU 2581084 C2 RU2581084 C2 RU 2581084C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- polyaniline
- solution
- composite
- content
- binder
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к способу получения композиционных материалов, лаков и покрытий, обладающих высокими электрофизическими и прочностными характеристиками, которые могут быть использованы для создания электропроводящих и антистатических материалов, защитных экранов от электромагнитного излучения.The invention relates to a method for producing composite materials, varnishes and coatings with high electrophysical and strength characteristics that can be used to create electrically conductive and antistatic materials, protective shields from electromagnetic radiation.
Известны способы получения композиционных материалов на основе полианилина путем смешивания отдельно приготовленных растворов полианилина и полимера (полистирола, поливинилхлорида, полиметилметакрилата) для получения пленочных образцов. При этом используется полианилин либо низкомолекулярный (FeCl3 в качестве окислителя), либо замещенный ароматическим допантом, что не лучшим образом сказывается на качестве конечного продукта [1, 2]. Также достаточно распространенным является метод, основанный на диспергировании порошкообразного стандартного полианилина в растворе полимера с последующим выпариванием растворителя [3].Known methods for producing composite materials based on polyaniline by mixing separately prepared solutions of polyaniline and polymer (polystyrene, polyvinyl chloride, polymethyl methacrylate) to obtain film samples. In this case, polyaniline is used either low molecular weight (FeCl 3 as an oxidizing agent) or substituted with an aromatic dopant, which does not affect the quality of the final product in the best way [1, 2]. Also quite common is a method based on the dispersion of powdered standard polyaniline in a polymer solution followed by evaporation of the solvent [3].
Недостатками этих способов являются сложность, многоступенчатость, использование токсичных реагентов и растворителей и невысокие электрофизические и прочностные характеристики полученных композиционных материалов.The disadvantages of these methods are complexity, multi-stage, the use of toxic reagents and solvents and low electrophysical and strength characteristics of the obtained composite materials.
Известен способ получения композитного лака для электропроводящего материала на основе полианилина, полученного окислительной полимеризацией, в которой анилин, допированный длинноцепочечным противоионом (пентадецил-фенол-4-сульфокислотой) выступает также в роли эмульгатора для получения водно-толуольной эмульсии, водная часть которой содержит реакционные компоненты полимеризации, а органическая - полистирол, путем высаждения реакционной смеси в метанол с последующей фильтрацией, высушиванием порошка [4]. Получение пленочных материалов на основе этого композитного лака в [4] не описано.A known method for producing a composite varnish for an electrically conductive material based on polyaniline obtained by oxidative polymerization, in which aniline doped with a long chain counterion (pentadecyl-phenol-4-sulfonic acid) also acts as an emulsifier to obtain a water-toluene emulsion, the aqueous part of which contains reaction components polymerization, and organic - polystyrene, by precipitating the reaction mixture in methanol, followed by filtration, drying the powder [4]. The preparation of film materials based on this composite varnish was not described in [4].
Недостаток данного способа - образование рыхлых глобулярных структур в ходе синтеза полианилина, результатом чего является низкая электропроводность и недостаточные механические свойства полученных из лака электропроводящих материалов.The disadvantage of this method is the formation of loose globular structures during the synthesis of polyaniline, which results in low electrical conductivity and insufficient mechanical properties of electrically conductive materials obtained from varnish.
Наиболее близким к предложенному является способ получения композитного лака для электропроводящего композиционного пленочного материала, включающего электропроводящие микрочастицы, и получение раствора полимерного связующего в органическом растворителе с содержащимися в нем электропроводящими микрочастицами [5]. Покрытие отличается высокой электропроводностью благодаря тому, что применяемые микрочастицы являются металлическими.Closest to the proposed one is a method for producing a composite varnish for an electrically conductive composite film material, including electrically conductive microparticles, and obtaining a solution of a polymer binder in an organic solvent with electrically conductive microparticles contained therein [5]. The coating is highly conductive due to the fact that the microparticles used are metal.
Однако применение электропроводящих металлических частиц приводит к удорожанию, покрытия и к повышению его теплопроводности, что является нежелательным. Большая разница в теплопроводности между металлом и полимерным связующим может также ухудшать прочностные свойства покрытия при его эксплуатации. В связи с этим может требоваться нанесение на электропроводящее покрытие дополнительного защитного покрытия, что и указано в [5].However, the use of electrically conductive metal particles leads to a rise in price, coating and to increase its thermal conductivity, which is undesirable. A large difference in thermal conductivity between the metal and the polymer binder can also degrade the strength properties of the coating during its operation. In this regard, it may be necessary to apply an additional protective coating to the electrically conductive coating, as indicated in [5].
Технической задачей изобретения является расширение диапазона полимеров, которые могут быть использованы в качестве связующего при применении полимерных электропроводящих частиц, повышение механических свойств и характеристик конечных пленочных материалов при обеспечении высокой электропроводности в одностадийном способе.An object of the invention is to expand the range of polymers that can be used as a binder when using polymer electrically conductive particles, to increase the mechanical properties and characteristics of the final film materials while ensuring high electrical conductivity in a one-step method.
Решение поставленной задачи достигается тем, что в способе получения композитного лака для электропроводящего композиционного пленочного материала, включающем получение раствора полимерного связующего в органическом растворителе с содержащимися в нем микрочастицами, в качестве микрочастиц используют полианилин, полученный путем пограничной полимеризации в среде не смешивающихся между собой растворов - раствора полимерного связующего в органическом растворителе и водного реакционного раствора, содержащего мономер - анилин, окислитель - пероксидисульфат аммония и соляную кислоту, и последующего удаления водной фазы, а микрочастицы полученного полианилина в растворе полимерного связующего имеют тонкодисперсную чешуйчатую структуру.The solution to this problem is achieved by the fact that in the method for producing a composite varnish for an electrically conductive composite film material, which includes obtaining a solution of a polymer binder in an organic solvent with microparticles contained in it, polyaniline obtained by boundary polymerization in a solution of non-miscible solutions is used as microparticles - a solution of a polymeric binder in an organic solvent and an aqueous reaction solution containing aniline monomer, oxides the body is ammonium peroxydisulfate and hydrochloric acid, and the subsequent removal of the aqueous phase, and the microparticles of the obtained polyaniline in the polymer binder solution have a finely dispersed scaly structure.
Содержание полианилина в полученном композитном лаке предпочтительно составляет 10-25% мас.The content of polyaniline in the obtained composite varnish is preferably 10-25% wt.
Реакция пограничной полимеризации описана в [6, 7]. Полимеризацию анилина проводят в гетерогенных условиях, представляющих собой два несмешивающихся раствора - раствор полимерного связующего в органическом растворителе и водный реакционный раствор, содержащий мономер, окислитель и кислоту.The boundary polymerization reaction is described in [6, 7]. The polymerization of aniline is carried out under heterogeneous conditions, which are two immiscible solutions - a solution of a polymeric binder in an organic solvent and an aqueous reaction solution containing monomer, oxidizing agent and acid.
Полимерным связующим может быть любой полимер, инертный в условиях синтеза. В качестве примера приведены методики получения композитов с использованием полистирола, поливинилхлорида и полиметилметакрилата.The polymer binder can be any polymer inert under the conditions of synthesis. As an example, methods for producing composites using polystyrene, polyvinyl chloride and polymethyl methacrylate are given.
Органическим растворителем может быть любой растворитель, не смешивающийся с водным реакционным раствором, например, бензол, толуол, CCl4, хлороформ, дихлорэтан.The organic solvent may be any solvent which is not miscible with the aqueous reaction solution, for example, benzene, toluene, CCl 4 , chloroform, dichloroethane.
Полимеризация анилина протекает на границе раздела фаз. А поскольку раствор полимерного связующего диспергирован в водном реакционном растворе, образующийся полианилин капсулирует частицы органического растворителя. В результате образуются микрокапли, покрытые тонким слоем полианилина. По мере протекания реакции, в зависимости от условий синтеза, полианилиновые слои при перемешивании могут разрушаться, образуя двухфазную систему, состоящую из раствора полимера в органическом растворителе с диспергированными в нем частицами полианилина и водной фазы. После отделения водной фазы, органическая фаза представляет собой композитный лак - раствор полимерного связующего с распределенными в нем микрочастицами полианилина слоистой (тонкодисперсной чешуйчатой) структуры, представленной на Фиг. 1. Полученный в результате такого гетерофазного процесса полианилин характеризуется гораздо более высокими электрофизическими характеристиками, чем синтезированный по стандартной методике в объеме реакционного раствора [8], что в сочетании с его слоистой структурой обеспечивает высокие электрические свойства конечных изделий. Полианилин, образующийся при окислительной полимеризации анилина в объеме реакционного раствора в гомофазных условиях, представляет собой агломераты рыхлой глобулярной структуры (см. Фиг. 2).Aniline polymerization proceeds at the phase boundary. And since the polymer binder solution is dispersed in the aqueous reaction solution, the resulting polyaniline encapsulates the particles of the organic solvent. As a result, microdrops are formed, covered with a thin layer of polyaniline. As the reaction proceeds, depending on the synthesis conditions, the polyaniline layers can be destroyed under stirring, forming a two-phase system consisting of a polymer solution in an organic solvent with particles of polyaniline dispersed in it and the aqueous phase. After separation of the aqueous phase, the organic phase is a composite varnish - a solution of a polymer binder with microparticles of polyaniline distributed in it of the layered (finely dispersed scaly) structure shown in FIG. 1. Polyaniline obtained as a result of this heterophase process is characterized by much higher electrophysical characteristics than synthesized according to the standard method in the volume of the reaction solution [8], which, combined with its layered structure, provides high electrical properties of the final products. The polyaniline formed during the oxidative polymerization of aniline in the volume of the reaction solution under homophase conditions is agglomerates of a loose globular structure (see Fig. 2).
Экономическая эффективность предлагаемого решения по сравнению с аналогами, в которых используют электропроводящие частицы из полианилина определяется тем, что при получении композитного лака отсутствуют такие стадии как синтез полианилина, его последующее выделение, нейтрализация, сушка и растворение в высококипящих растворителях. Кроме того, использование различных полимерных связующих позволяет значительно увеличить прочностные характеристики материала, а также повысить стабильность электрофизических показателей самого полианилина, поскольку инертный полимер защищает его от непосредственного контакта с окружающей средой. По сравнению же с прототипом использование экономической эффективности определяется отказом от применения дорогостоящего металла.The economic efficiency of the proposed solution compared to analogues that use electrically conductive particles from polyaniline is determined by the fact that upon receipt of the composite varnish there are no stages such as polyaniline synthesis, its subsequent isolation, neutralization, drying and dissolution in high-boiling solvents. In addition, the use of various polymer binders can significantly increase the strength characteristics of the material, as well as increase the stability of the electrophysical parameters of polyaniline itself, since an inert polymer protects it from direct contact with the environment. Compared with the prototype, the use of economic efficiency is determined by the rejection of the use of expensive metal.
Предлагаемое решение иллюстрируется следующими примерами.The proposed solution is illustrated by the following examples.
Пример 1Example 1
а) Приготовление композитного лака на основе раствора полистирола в бензоле с содержанием полианилина (ПАНи) 6.5%a) Preparation of a composite varnish based on a solution of polystyrene in benzene with a polyaniline content (PANi) of 6.5%
В реакционный сосуд при перемешивании приливают растворы 0.19 г (0.02 моль/л) анилина в 80 мл 0,1 М HCl и 0,57 г (NH4)2S2O8 в 20 мл 0,1 М HCl, сразу после смешения добавляют раствор 50 мл 5% вес. полистирола (ПС) в бензоле. Перемешивают в течение 3 ч при Т=20°С. Реакционную смесь переносят в делительную воронку, где она разделяется на 2 фракции: нижняя - водная, которую удаляют; верхняя представляет собой раствор ПС в бензоле с диспергированными в нем микрочастицами ПАНи.Solutions of 0.19 g (0.02 mol / L) of aniline in 80 ml of 0.1 M HCl and 0.57 g of (NH 4 ) 2 S 2 O 8 in 20 ml of 0.1 M HCl are immediately poured into the reaction vessel with stirring, immediately after mixing add a solution of 50 ml of 5% weight. polystyrene (PS) in benzene. Stirred for 3 hours at T = 20 ° C. The reaction mixture is transferred to a separatory funnel, where it is divided into 2 fractions: lower — water, which is removed; the top one is a solution of PS in benzene with PANi microparticles dispersed in it.
На Фиг. 1 представлено электронно-микроскопическое изображение частиц полианилина в композитном лаке по изобретению - образце, полученном в примере №1, а) (лак), разбавленном в соотношении 1/50 бензолом, нанесенном на подложку и высушенном, после удаления связующего. Ту же чешуйчатую структуру полианилин имеет в растворе. Для сравнения на Фиг. 2 представлено электронно-микроскопическое изображение полианилина, полученного по стандартной методике в гомофазных условиях ([анилин] = 0,2 Моль/л, [персульфат аммония] = 0,25 Моль/л, HCl=1 Моль/л).In FIG. 1 shows an electron microscopic image of polyaniline particles in a composite varnish according to the invention — a sample obtained in Example No. 1 a) (varnish), diluted 1/50 with benzene, applied to a substrate and dried, after removing the binder. Polyaniline has the same scaly structure in solution. For comparison, in FIG. Figure 2 shows an electron microscopic image of polyaniline obtained by the standard method under homophase conditions ([aniline] = 0.2 mol / l, [ammonium persulfate] = 0.25 mol / l, HCl = 1 mol / l).
б) Приготовление образцов для исследованийb) Preparation of samples for research
Полученный композитный лак - раствор полимерного связующего с распределенными в нем микрочастицами ПАНи слоистой или чешуйчатой формы, высаживают в 300 мл изопропилового спирта. Образовавшийся осадок отфильтровывают, промывают подкисленным изопропиловым спиртом (2 мл 37% раствора HCl в 100 мл изопропилового спирта), сушат над CaCl2 под динамическим вакуумом.The obtained composite varnish - a solution of a polymeric binder with PANi microparticles distributed in it of a layered or scaly form, is planted in 300 ml of isopropyl alcohol. The precipitate formed is filtered off, washed with acidified isopropyl alcohol (2 ml of a 37% solution of HCl in 100 ml of isopropyl alcohol), dried over CaCl 2 under dynamic vacuum.
в) Определение содержания ПАНиc) Determination of the content of PANi
Проводят нейтрализацию: после высушивания навеску порошка светло-зеленого цвета, полученного по п. 1б), помещают в раствор 20 мл NH3 200 мл H2O (1,5 М NH3). Выдерживают сутки и сушат над NaOH.Neutralization is carried out: after drying, a weighed portion of the light green powder obtained according to 1b) is placed in a solution of 20 ml of NH 3, 200 ml of H 2 O (1.5 M NH 3 ). Stand the day and dried over NaOH.
Для удаления полистирольного связующего полученный после нейтрализации и высушивания порошок в течение суток обрабатывают в аппарате Сокслета CCl4 и сушат под динамическим вакуумом. Содержание полианилина в полученном композите определяли гравиметрическим методом.To remove the polystyrene binder, the powder obtained after neutralization and drying is treated for 24 hours in a Soxhlet apparatus CCl 4 and dried under dynamic vacuum. The polyaniline content in the obtained composite was determined by the gravimetric method.
г) Определение электрофизических характеристик композиционных пленокg) Determination of the electrophysical characteristics of composite films
Композиционные пленки на основе ПАНи получают методом полива на целлофановую подложку приготовленного раствора 1,5 г порошка, полученного по п. 1б) в 30 мл тетрагидрофурана (ТГФ). После испарения растворителя пленки отделяют от целлофана и определяют их электрофизические характеристики.PANi-based composite films are prepared by pouring onto a cellophane substrate a prepared solution of 1.5 g of the powder obtained according to item 1b) in 30 ml of tetrahydrofuran (THF). After evaporation of the solvent, the films are separated from cellophane and their electrophysical characteristics are determined.
Пример 2Example 2
а) Приготовление композитного лака на основе раствора полистирола в бензоле с содержанием (ПАНи) 13%a) Preparation of a composite varnish based on a solution of polystyrene in benzene with a content of (PANi) of 13%
Готовят композитный лак по п. 1а. Приливают растворы 0,38 г анилина в 80 мл 0,2 М HCl и 1,14 г (NH4)2S2O8 в 20 мл 0,2 М HCl, сразу после смешения добавляют 50 мл 5% вес. полистирола в бензоле. Перемешивают в течение 2 ч при Т=20°С.Prepare a composite varnish according to claim 1a. Poured solutions of 0.38 g of aniline in 80 ml of 0.2 M HCl and 1.14 g of (NH 4 ) 2 S 2 O 8 in 20 ml of 0.2 M HCl, immediately after mixing add 50 ml of 5% weight. polystyrene in benzene. Stirred for 2 hours at T = 20 ° C.
б) Приготовление образцов для исследованийb) Preparation of samples for research
Готовят образцы для исследований как в п. 1б)Prepare samples for research as in paragraph 1b)
в) Определение содержания ПАНиc) Determination of the content of PANi
Определяют содержание полианилина в композите по 1в).The content of polyaniline in the composite is determined by 1c).
г) Определение электрофизических характеристик композиционных пленокg) Determination of the electrophysical characteristics of composite films
Готовят композиционные пленки для определения электрофизических характеристик по п. 1г).Composite films are prepared to determine the electrophysical characteristics according to p. 1d).
Пример 3Example 3
а) Приготовление композитного лака на основе раствора полистирола в бензоле с содержанием (ПАНи) 25%a) Preparation of a composite varnish based on a solution of polystyrene in benzene with a content (PANi) of 25%
Готовят композитный лак по п. 1а. Приливают растворы 0,74 г (0.08 моль/л) анилина в 80 мл 0,4 М HCl и 2,3 г (NH4)2S2O8 в 20 мл 0,4 М HCl, сразу после смешения добавляют 50 мл 5% вес. полистирола в бензоле. Перемешивают в течение 1,5 ч при Т=20°С.Prepare a composite varnish according to claim 1a. Solutions of 0.74 g (0.08 mol / L) of aniline in 80 ml of 0.4 M HCl and 2.3 g of (NH 4 ) 2 S 2 O 8 in 20 ml of 0.4 M HCl are poured, 50 ml are added immediately after mixing 5% weight. polystyrene in benzene. Stirred for 1.5 hours at T = 20 ° C.
б) Приготовление образцов для исследованийb) Preparation of samples for research
Готовят образцы для исследований по п. 1б)Prepare samples for research under paragraph 1b)
в) Определение содержания ПАНиc) Determination of the content of PANi
Определяют содержание полианилина в композите по 1в).The content of polyaniline in the composite is determined by 1c).
г) Определение электрофизических характеристик композиционных пленокg) Determination of the electrophysical characteristics of composite films
Готовят композиционные пленки для определения электрофизических характеристик по п. 1г).Composite films are prepared to determine the electrophysical characteristics according to p. 1d).
Пример 4Example 4
а) Приготовление композитного лака на основе раствора поливинилхлорида (ПВХ) в дихлорэтане с содержанием (ПАНи) 6.5%a) Preparation of a composite varnish based on a solution of polyvinyl chloride (PVC) in dichloroethane with a content (PANi) of 6.5%
Готовят композитный лак по п. 1а). Сразу после смешения растворов мономера и окислителя добавляют раствор 50 мл 5% вес. поливинилхлорида в дихлорэтане. Перемешивают в течение 3 ч при Т=20°С.Prepare a composite varnish according to p. 1a). Immediately after mixing the solutions of the monomer and the oxidizing agent, a solution of 50 ml of 5% by weight is added. polyvinyl chloride in dichloroethane. Stirred for 3 hours at T = 20 ° C.
б) Приготовление образцов для исследованийb) Preparation of samples for research
Готовят образцы для исследований по п. 1б).Prepare samples for research under paragraph 1b).
в) Определение содержания ПАНиc) Determination of the content of PANi
Определяют содержание полианилина в композите по п. 1в). Для удаления поливинилхлорида полученный после нейтрализации и высушивания порошок сутки выдерживают в тетрагидрофуране, затем отфильтровывают, промывают спиртом и сушат под динамическим вакуумом над NaOHDetermine the content of polyaniline in the composite according to p. 1c). To remove polyvinyl chloride, the powder obtained after neutralization and drying is kept in tetrahydrofuran for 24 hours, then it is filtered off, washed with alcohol and dried under dynamic vacuum over NaOH
г) Определение электрофизических характеристик композиционных пленокg) Determination of the electrophysical characteristics of composite films
Композиционные пленки на основе ПАНи получали методом полива на целлофановую подложку приготовленного раствора 1,5 г порошка, полученного по п. 4б) в 30 мл ТГФ. После испарения растворителя пленки отделяют от целлофана и определяют их электрофизические характеристики.PANi-based composite films were prepared by pouring onto a cellophane substrate a prepared solution of 1.5 g of the powder obtained according to item 4b) in 30 ml of THF. After evaporation of the solvent, the films are separated from cellophane and their electrophysical characteristics are determined.
Пример 5Example 5
а) Приготовление композитного лака на основе раствора поливинилхлорида (ПВХ) в дихлорэтане с содержанием (ПАНи) 13%a) Preparation of a composite varnish based on a solution of polyvinyl chloride (PVC) in dichloroethane with a content (PANi) of 13%
Готовят композитный лак по п. 2а). Сразу после смешения растворов мономера и окислителя добавляют раствор 50 мл 5% вес. поливинилхлорида в дихлорэтане. Перемешивают в течение 2 ч при Т=20°С.Prepare a composite varnish according to p. 2a). Immediately after mixing the solutions of the monomer and the oxidizing agent, a solution of 50 ml of 5% by weight is added. polyvinyl chloride in dichloroethane. Stirred for 2 hours at T = 20 ° C.
б) Приготовление образцов для исследованийb) Preparation of samples for research
Готовят образцы для исследований по п. 1б).Prepare samples for research under paragraph 1b).
в) Определение содержания ПАНиc) Determination of the content of PANi
Определяют содержание полианилина в композите по п. 4в).Determine the content of polyaniline in the composite according to p. 4c).
г) Определение электрофизических характеристик композиционных пленокg) Determination of the electrophysical characteristics of composite films
Готовят композиционные пленки для определения электрофизических характеристик по п. 4г).Composite films are prepared to determine the electrophysical characteristics according to paragraph 4d).
Пример 6Example 6
а) Приготовление композитного лака на основе раствора поливинилхлорида (ПВХ) в дихлорэтане с содержанием (ПАНи) 25%a) Preparation of a composite varnish based on a solution of polyvinyl chloride (PVC) in dichloroethane with a content (PANi) of 25%
Готовят композитный лак по п. За). Сразу после смешения растворов мономера и окислителя добавляют раствор 50 мл 5% вес. поливинилхлорида в дихлорэтане. Перемешивают в течение 1 ч при Т=20°С.A composite varnish is prepared according to item Za). Immediately after mixing the solutions of the monomer and the oxidizing agent, a solution of 50 ml of 5% by weight is added. polyvinyl chloride in dichloroethane. Stirred for 1 h at T = 20 ° C.
б) Приготовление образцов для исследованийb) Preparation of samples for research
Готовят образцы для исследований по п. 1б).Prepare samples for research under paragraph 1b).
в) Определение содержания ПАНиc) Determination of the content of PANi
Определяют содержание полианилина в композите по п. 4в).Determine the content of polyaniline in the composite according to p. 4c).
г) Определение электрофизических характеристик композиционных пленокg) Determination of the electrophysical characteristics of composite films
Готовят композиционные пленки для определения электрофизических характеристик по п. 4г)Composite films are prepared to determine the electrophysical characteristics according to paragraph 4d)
Пример 7Example 7
а) Приготовление композитного лака на основе раствора полиметилметакрилата (ПММА) в бензоле с содержанием (ПАНи) 6.5%a) Preparation of a composite varnish based on a solution of polymethyl methacrylate (PMMA) in benzene with a content (PANi) of 6.5%
Готовят композитный лак по п. 1а). Сразу после смешения растворов мономера и окислителя добавляют раствор 50 мл 5% вес. полиметилметакрилата в бензоле. Перемешивают в течение 3 ч при Т=20°С.Prepare a composite varnish according to p. 1a). Immediately after mixing the solutions of the monomer and the oxidizing agent, a solution of 50 ml of 5% by weight is added. polymethyl methacrylate in benzene. Stirred for 3 hours at T = 20 ° C.
б) Приготовление образцов для исследованийb) Preparation of samples for research
Готовят образцы для исследований по п. 1б).Prepare samples for research under paragraph 1b).
в) Определение содержания ПАНиc) Determination of the content of PANi
Определяют содержание полианилина в композите по п. 1в). Для удаления полиметилметакрилата полученный после нейтрализации и высушивания порошок сутки выдерживают в дихлорэтане, затем отфильтровывают, промывают спиртом и сушат под динамическим вакуумом над NaOHDetermine the content of polyaniline in the composite according to p. 1c). To remove polymethylmethacrylate, the powder obtained after neutralization and drying is kept in dichloroethane for a day, then it is filtered off, washed with alcohol and dried under dynamic vacuum over NaOH
г) Определение электрофизических характеристик композиционных пленокg) Determination of the electrophysical characteristics of composite films
Композиционные пленки на основе ПАНи получали методом полива на целлофановую подложку приготовленного раствора 1,5 г порошка, полученного по п. 7б) в 30 мл дихлорэтана. После испарения растворителя пленки отделяют от целлофана и определяют их электрофизические характеристики.PANi-based composite films were prepared by pouring onto a cellophane substrate a prepared solution of 1.5 g of the powder obtained according to item 7b) in 30 ml of dichloroethane. After evaporation of the solvent, the films are separated from cellophane and their electrophysical characteristics are determined.
Пример 8Example 8
а) Приготовление композитного лака на основе раствора полиметилметакрилата (ПММА) в бензоле с содержанием (ПАНи) 13%a) Preparation of a composite varnish based on a solution of polymethylmethacrylate (PMMA) in benzene with a content of (PANi) of 13%
Готовят композитный лак по п. 2а). Сразу после смешения растворов мономера и окислителя добавляют раствор 50 мл 5% вес. полиметилметакрилата в бензоле. Перемешивают в течение 2 ч при Т=20°С.Prepare a composite varnish according to p. 2a). Immediately after mixing the solutions of the monomer and the oxidizing agent, a solution of 50 ml of 5% by weight is added. polymethyl methacrylate in benzene. Stirred for 2 hours at T = 20 ° C.
б) Приготовление образцов для исследованийb) Preparation of samples for research
Готовят образцы для исследований по п. 16).Prepare samples for research according to p. 16).
в) Определение содержания ПАНиc) Determination of the content of PANi
Определяют содержание полианилина в композите по п. 7в).The content of polyaniline in the composite is determined according to claim 7c).
г) Определение электрофизических характеристик композиционных пленокg) Determination of the electrophysical characteristics of composite films
Готовят композиционные пленки для определения электрофизических характеристик по п. 7г).Composite films are prepared to determine the electrophysical characteristics according to claim 7d).
Пример 9Example 9
а) Приготовление композитного лака на основе раствора полиметилметакрилата (ПММА) в бензоле с содержанием (ПАНи) 25%a) Preparation of a composite varnish based on a solution of polymethyl methacrylate (PMMA) in benzene with a content (PANi) of 25%
Готовят композитный лак по п. 3а). Сразу после смешения растворов мономера и окислителя добавляют раствор 50 мл 5% вес. полиметилметакрилата в бензоле. Перемешивают в течение 1 ч при Т=20°С.Prepare a composite varnish according to p. 3a). Immediately after mixing the solutions of the monomer and the oxidizing agent, a solution of 50 ml of 5% by weight is added. polymethyl methacrylate in benzene. Stirred for 1 h at T = 20 ° C.
б) Приготовление образцов для исследованийb) Preparation of samples for research
Готовят образцы для исследований по п. 1б).Prepare samples for research under paragraph 1b).
в) Определение содержания ПАНиc) Determination of the content of PANi
Определяют содержание полианилина в композите по п. 7в).The content of polyaniline in the composite is determined according to claim 7c).
г) Определение электрофизических характеристик композиционных пленокg) Determination of the electrophysical characteristics of composite films
Готовят композиционные пленки для определения электрофизических характеристик по п. 7г).Composite films are prepared to determine the electrophysical characteristics according to claim 7d).
Как видно из таблицы, при снижении содержания полианилина ниже 10% масс. снижается электропроводность, а при повышении до 25% масс. начинает снижаться прочность. Однако, как видно из примера 4, в случае ПВХ и при низком содержании ПАНи возможно получить достаточную электропроводность.As can be seen from the table, with a decrease in the content of polyaniline below 10% of the mass. conductivity decreases, and when increased to 25% of the mass. strength begins to decline. However, as can be seen from example 4, in the case of PVC and with a low PANi content, it is possible to obtain sufficient electrical conductivity.
Таким образом, предложенное техническое решение позволяет получать прочные электропроводящие композиционные пленки и покрытия с высокой электропроводностью без применения дорогостоящих и повышающих теплопроводность покрытия металлов, а по сравнению со способами, включающими смешивания отдельно приготовленных растворов полианилина и полимера - упростить процедуру приготовления растворов полимерных связующих, содержащих полианилин, исключив дополнительные стадии и использование высококипящих дорогих растворителей и сложного технологического оборудования.Thus, the proposed technical solution allows one to obtain durable electrically conductive composite films and coatings with high electrical conductivity without the use of expensive and increase the thermal conductivity of metal coatings, and, compared with methods involving mixing separately prepared solutions of polyaniline and polymer, simplify the procedure for preparing solutions of polymer binders containing polyaniline eliminating the additional stages and the use of high-boiling expensive solvents and complex those nological equipment.
Источники информацииInformation sources
1. Junction properties of Scottky Diode based on composite organic stmicondactors: poluaniline-polystyrene system. R.K. Gupta, R.A. Singh // J. of Polym. Research. 2004. V. 11. №4. p.p. 269-273.1. Junction properties of Scottky Diode based on composite organic stmicondactors: poluaniline-polystyrene system. R.K. Gupta, R.A. Singh // J. of Polym. Research. 2004. V. 11. No. 4. p.p. 269-273.
2. Electrical conductivity of polyaniline doped PVC-PMMA polymer blends. S.H. Deshmukh, D.K. Burghate, V.P. Akhare, V.S. Deogankar, P.T. Deshmukh, M.S. Deshmukh // Bull. Mater. Sci. 2007. V. 30. №1. P.p. 51-56.2. Electrical conductivity of polyaniline doped PVC-PMMA polymer blends. S.H. Deshmukh, D.K. Burghate, V.P. Akhare, V.S. Deogankar, P.T. Deshmukh, M.S. Deshmukh // Bull. Mater. Sci. 2007. V. 30. No. 1. P.p. 51-56.
3. Synthesis and characterization of polyaniline-carboxylated PVC composites: application in development of ammonia sensor. V. Singh, S. Mohan, G. Singh, P.S. Randey, R. Prakash. // Sens. and Actuators. B. 2008. V. 132. №1. p.p. 99-106.3. Synthesis and characterization of polyaniline-carboxylated PVC composites: application in development of ammonia sensor. V. Singh, S. Mohan, G. Singh, P.S. Randey, R. Prakash. // Sens. and Actuators. B. 2008. V. 132. No. 1. p.p. 99-106.
4. Conducting polystyrene / polyaniline blend through template-assisted emulsion polymerization. J.D. Sudha, S. Sivakala. // Colloid. Polym. Sci. 2009. V. 287. №11. pp. 1347-1354.4. Conducting polystyrene / polyaniline blend through template-assisted emulsion polymerization. J.D. Sudha, S. Sivakala. // Colloid. Polym. Sci. 2009. V. 287. No. 11. pp. 1347-1354.
5. Патент РФ №2402385 C2, опубл. 27.10.2010, кл. МПК B05D 7/04, B05D 5/12.5. RF patent No. 2402385 C2, publ. 10/27/2010, class IPC B05D 7/04, B05D 5/12.
6. Особенности окислительной полимеризации анилина в присутствии дополнительно внесенного субстрата. А.В. Орлов, С.Г. Киселева, О.Ю. Юрченко, Г.П. Карпачева. // Высокомолекулярные соединения. А. 2000. Т. 42. с. 2023-2032.6. Features of oxidative polymerization of aniline in the presence of an additionally made substrate. A.V. Orlov, S.G. Kiseleva, O.Yu. Yurchenko, G.P. Karpacheva. // High molecular weight compounds. A. 2000.V. 42. 2023-2032.
7. Интерпретация особенностей пограничной полимеризации анилина в рамках модели двойного электрического слоя. А.В. Орлов, С.Г. Киселева, Г.П. Карпачева. // Высокомолекулярные соединения. А. 2008. Т. 50. №10. с. 1749-1757.7. Interpretation of features of the boundary polymerization of aniline in the framework of the double electric layer model. A.V. Orlov, S.G. Kiseleva, G.P. Karpacheva. // High molecular weight compounds. A. 2008. T. 50. No. 10. from. 1749-1757.
8. Composite films based on polyaniline: structure and gas separation properties. A.V. Orlov, S.G. Kiseleva, G.P. Karpacheva, V.V. Teplyakov, D.A. Syrtsova, L.E. Starannikova, T.L. Lebedeva // J. Applied Polymer Science. 2003. V. 89. p. 1379-1384.8. Composite films based on polyaniline: structure and gas separation properties. A.V. Orlov, S.G. Kiseleva, G.P. Karpacheva, V.V. Teplyakov, D.A. Syrtsova, L.E. Starannikova, T.L. Lebedeva // J. Applied Polymer Science. 2003. V. 89. p. 1379-1384.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014125888/05A RU2581084C2 (en) | 2014-06-26 | 2014-06-26 | Method of producing composite lacquer for electroconductive material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014125888/05A RU2581084C2 (en) | 2014-06-26 | 2014-06-26 | Method of producing composite lacquer for electroconductive material |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2014125888A RU2014125888A (en) | 2016-01-27 |
| RU2581084C2 true RU2581084C2 (en) | 2016-04-10 |
Family
ID=55237071
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014125888/05A RU2581084C2 (en) | 2014-06-26 | 2014-06-26 | Method of producing composite lacquer for electroconductive material |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2581084C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EA033857B1 (en) * | 2018-01-23 | 2019-12-02 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Башкирский государственный университет" | Method for producing electrically-conductive polyaniline |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7014794B1 (en) * | 1999-07-13 | 2006-03-21 | Commissariat A L'energie Atomique And Centre National De La Recherche Scientifique | Use of sulphonic and phosphonic acids as dopants of conductive polyaniline films and conductive composite material based on polyaniline |
| RU2402385C2 (en) * | 2005-08-24 | 2010-10-27 | А.М.Рамп Унд Ко. Гмбх | Method of producing articles with electrically conducting coat |
| RU2418833C2 (en) * | 2006-07-04 | 2011-05-20 | 3М Инновейтив Пропертиз Компани | Current-conducting adhesive tape having various adhesion on both surfaces, and method for its manufacture |
-
2014
- 2014-06-26 RU RU2014125888/05A patent/RU2581084C2/en active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7014794B1 (en) * | 1999-07-13 | 2006-03-21 | Commissariat A L'energie Atomique And Centre National De La Recherche Scientifique | Use of sulphonic and phosphonic acids as dopants of conductive polyaniline films and conductive composite material based on polyaniline |
| RU2402385C2 (en) * | 2005-08-24 | 2010-10-27 | А.М.Рамп Унд Ко. Гмбх | Method of producing articles with electrically conducting coat |
| RU2418833C2 (en) * | 2006-07-04 | 2011-05-20 | 3М Инновейтив Пропертиз Компани | Current-conducting adhesive tape having various adhesion on both surfaces, and method for its manufacture |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| SUDHA J.D. ET AL. CONDUCTING POLYSTYRENE/POLYANILINE BLEND THROUGH TEMPLATE-ASSISTED EMULSION POLYMERISATION, * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EA033857B1 (en) * | 2018-01-23 | 2019-12-02 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Башкирский государственный университет" | Method for producing electrically-conductive polyaniline |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2014125888A (en) | 2016-01-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Marie et al. | Synthesis of polyaniline particles via inverse and direct miniemulsion | |
| Gu et al. | Polyaniline assisted uniform dispersion for magnetic ultrafine barium ferrite nanorods reinforced epoxy metacomposites with tailorable negative permittivity | |
| Khadem et al. | Morphology control of conducting polypyrrole nanostructures via operational conditions in the emulsion polymerization | |
| Yan et al. | Synthesis of porous poly (styrene-co-acrylic acid) microspheres through one-step soap-free emulsion polymerization: whys and wherefores | |
| Dencheva et al. | One‐step in situ synthesis of polyamide microcapsules with inorganic payload and their transformation into responsive thermoplastic composite materials | |
| Guan et al. | Molecularly imprinted shells from polymer and xerogel matrices on polystyrene colloidal spheres | |
| Hajdu et al. | Nanoparticles prepared by self-assembly of chitosan and poly-γ-glutamic acid | |
| JP6901486B2 (en) | Polymer emulsion as a binder for conductive compositions | |
| Wei et al. | Stratified polymer brushes from microcontact printing of polydopamine initiator on polymer brush surfaces | |
| Sanches et al. | The use of Le Bail Method to analyze the semicrystalline pattern of a nanocomposite based on polyaniline emeraldine-salt form and α-Al 2 O 3 | |
| Açıkalın et al. | Nanosized hybrid electromagnetic wave absorbing coatings | |
| CN102993460B (en) | Carbon nanotube powder, method for forming the same, and method for forming composite material | |
| RU2581084C2 (en) | Method of producing composite lacquer for electroconductive material | |
| Puoci et al. | Imprinted microspheres doped with carbon nanotubes as novel electroresponsive drug‐delivery systems | |
| Liu et al. | Preparation of monodisperse hydrophilic polymer microspheres with N, N′‐methylenediacrylamide as crosslinker by distillation precipitation polymerization | |
| Ahmad et al. | Preparation and characterization of conducting polyaniline layered magnetic nano composite polymer particles | |
| CN106633057B (en) | The preparation of core-shell structure particle with cavity | |
| Lee et al. | One-Step Synthetic Route for Conducting Core− Shell Poly (styrene/pyrrole) Nanoparticles | |
| Munyati et al. | Polyaniline nanoparticles for the selective recognition of aldrin: Synthesis, characterization, and adsorption properties | |
| Atta et al. | Synthesis and characterization of pH‐sensitive PAMPS/PVP nanogels in aqueous media | |
| Yan et al. | Anchoring conductive polyaniline on the surface of expandable polystyrene beads by swelling-based and in situ polymerization of aniline method | |
| Ha et al. | Preparation of electromagnetic shielding coating based on natural rubber | |
| Mai et al. | Microparticles and latexes prepared via suspension polymerization of a biobased vegetable oil and renewable carboxylic acid | |
| Husin et al. | Influence of different ultrasonic wave on polymerization of polyaniline nanofiber | |
| Sebastian et al. | Improvement in structural, thermal, charge transport and mechanical properties of poly (methyl methacrylate)/polyindole composites for optoelectronic devices |