毕业设计开题报告化工及高分子材料

一、选题依据简述国内外研究现状、生产需求状况，国内外现今存在的问题，说明选题目的、意义，列出主要参考文献

1.1研究现状.长期以来，聚合物通常作为绝缘体使用到20世纪50年代末期，研究人员发现某些聚合物本身具有导电性但直到1976年.美国宾夕法尼亚大学的Macdiarmid等报道了不导电的聚乙快用微量碘掺杂可变成导电聚合物之后，科学家才对本征型导电聚合物发生兴趣至今，只有氮化硫可算是纯粹的本征型导电材料其他许多导电聚合物几乎均需用氧化还原、离子化、电化学等手段掺杂才具有较高的导电性近年来，本征型导电涂料的研制主要集中在聚苯胺、聚乙快、聚苯硫酸、聚毗咯、聚睡吩、聚喳咻等在众多的高分子材料中，聚苯胺有原料易得、合成简便、耐高温、抗氧化性能良好及掺杂机制独特等众多优点，被认为是最有发展前景的一种导电聚合物1984年，MaeDiarmid首先报道聚苯胺的质子酸掺杂.同年，王佛松等申请国家自然科学基金项目“聚苯胺的合成、结构、性能和应用”，正式开展导电聚苯胺的研究.这项研究，后来得到国家自然科学基金、中国科学院和有关部门的连续资助，一直延续至今.从总体来说，长春应化所的导电聚苯胺研究大致分两个阶段，从1984年到1990年，主要研究聚苯胺的合成和基本的结构和性能，相关的研究成果，1990年获得中国科学院自然科学一等奖，1991年获得国家自然科学三等奖.1991年以后，围绕聚苯胺的可加工性，深入开展聚苯胺的结构和性能研究，并开发聚苯胺在防腐、防污涂料及其它方面的实际应用.1988年，Angelopoulos等发现中性聚苯胺可溶于N-甲基瞰咯烷酮NMP中，但中性的聚苯胺是绝缘体，必须经过再掺杂后才能变成导体，而导体聚苯胺却不溶于这些有机溶剂中.1990年，王佛松等报道了他们合成的导电PANI可部分或全部溶于氯仿、四氢吠哺、W-甲基毗咯烷酮NMP等有机溶剂中.可以说,在兼顾导电性、溶解性方面已经取得了很大的进展.可是，大多数有机溶剂都会造成不同程度的环境污染.随着环保呼声越来越高，水性涂料成为首选，但聚苯胺本身为难溶、难熔聚合物，因此有必要改善聚苯胺的水溶性，拓宽导电聚苯胺在水性树脂领域里的使用范围水溶性导电PANI的研究就成为导电PANI的又一研究热点.1992年，Liu等首先以聚苯乙烯磺酸PSSA为模板，FeC13为氧化剂合成了可溶于水的PSSA掺杂的PAn此后Angelupoulos等以过硫酸钱为氧化剂深入地研究了水溶性聚合物酸掺杂PAn的制备，并申请了专利Shannon等以过硫酸镂和过硫酸钾为氧化剂，研究了PSSA掺杂PAn的制备和性质；Samuelson则以辣根过氧化酶作氧化剂，也合成了水溶性的PAn,刘学习等在聚苯乙烯磺PSSA掺杂PANI的合成中，以苯胺为单体，过硫酸胺APS为氧化剂，在PSSA的水溶液中合成了完全可溶于水的导电PANI,电导率达

0.156S/cm.任斌等使用高分子聚乙烯醇PVA水溶液为基体，合成了水中可溶的导电PANI/PVA复合材料.

1.2生产需求状况可溶性导电聚苯胺广泛应用于国防、船舶工业、石油化工和电子化学等领域，是目前世界上市场前景极其看好的热门材料之一但这种材料生产工艺复杂，容易造成污染，实现工业化生产十分困难我国第一条可溶性导电聚苯胺生产线日前在吉林省长春市建成，结束丁该产品完全依赖进口的历史这条年产20万t的生产线由中国科学院长春应用化学研究所和吉林正基科技公司联合建成中科院长春应化所从解决合成过程中的热效应和环境污染这两大关键问题人手，优化聚合及后处理工艺生产出的可溶性导电聚苯胺，数均分子量、分子量分布、最大溶解度、凝胶时间、不溶物含母等主要技术指标均达到国际水平其中，凝胶时间和溶解度两项指标达到了国际领先水平中国船舶工业总公司、中国石油天然气总公司和中国航天机电集团公司等国内大型企业均看好国产可溶性导电聚苯胺，将把它用于海洋防腐、海洋防污、采油和输油管道防腐等美国和欧洲一些国家也打算进口中国的聚苯胺产品据估计，2—3年内，中科院长春应化所的聚苯胺年产量将达到1000t,下游产品年产量将达到万吨左右，年产值将达到5亿10亿元人民币，创造出可观的经济效益〜

1.3国内外现今存在的问题1由于PANI的不溶不熔特点，使得它的应用受到了极大的限制.如何在保证其电导率的同时增加其可溶性，即在获得易于加工的PANI的同时，最大限度地保持其原有的高导电性就成为导电PANI的发展方向2水溶性导电涂料的关键技术问题是防止涂料中的水使金属填料氧化，致使导电性下降在溶剂性涂料中使用的球状金属填料在水溶性涂料中容易沉降.故填料需制成表观密度较低、不易沉降的片状，并加入特殊分散剂使料即使沉降也容易再分散..

1.4选题目的及研究意义.随着环保呼声越来越高，水性涂料成为首选，但聚苯胺本身为难溶、难熔聚合物，因此有必要改善聚苯胺的水溶性，拓宽导电聚苯胺在水性树脂领域里的使用范围水溶性导电PANI的研究就成为导电PANI的又一研究热点.有机磺酸如十二烷基苯磺酸、对甲基苯磺酸等同时含有极性和非极性基团,掺杂聚苯胺，不仅能够提高聚苯胺的溶解度，而且环境稳定性也优于小分子无机酸的掺杂十二烷基苯磺酸/盐酸为混合掺杂剂，过硫酸镂为氧化剂，在非极性有机溶剂一功能质子酸一水三相体系下，采用乳液聚合法制备导电聚苯胺，研究混合掺杂剂、氧化剂量、搅拌时间、温度等聚合条件对聚苯胺电导率和溶解度的影响,参考文献

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6106742.2000

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6106742.2000

二、主要研究（设计）内容、研究（设计）思路及工作方法或工作流程

2.1实验方法称取一定量的过硫酸镂溶解于50矶蒸储水中在反应器中加入200mL水、二甲苯混合溶剂（V（H20）:y（二甲苯）=3:1）和适量的十二烷基苯磺酸，快速搅拌合rain,将

0.05tool的苯胺加入到正在搅拌的混合溶液中，混合均匀后溶液呈乳白色，然后加入适量的盐酸反应温度控制在一定范围内，过硫酸镂溶液1h滴加完毕，继续搅拌反应一定时间，静置，整个反应时间为24ho反应完毕，将乳液破乳、过滤、洗涤、干燥，最终得到HCI/DBSA混合掺杂的聚苯胺将掺杂态聚苯胺用质量分数为8%的氨水处理6h,过滤、洗涤至滤液pH=7,经真空干燥至恒重，得到本征态聚苯胺

2.2工作流程图:蒸储水200mL二甲苯混合溶剂适量的十二烷（V（H20）y基苯磺酸（二甲苯）二31）加入

0.05快速搅mol的苯胺拌lOmin乳白色混定量的过合液硫酸镂过硫酸钱适量溶解0溶液1h滴盐酸加完毕50m蒸储水定温搅拌一15C定时间静置破乳过滤洗涤乳液干燥质量分数为8%的氨水处理HCI/DBSA混本征态聚合掺杂的聚苯苯胺胺真空6h,,过滤、洗干燥涤至滤液pH=7

三、毕业设计论文工作进度安排13月10日——3月31日查阅相关资料及撰写开题报告24月1日一一4月15日确定设计方案，原料采购及实验前的准备工作34月16日4月26日进行合成头验44月27日一一5月15日材料的性能测试以及分析55月16日一一5月17日总结实验，数据整理和完成论文初稿65月18日5月31日修改论文，定稿及制作PPT76月下旬毕业答辩指导教师意见指导教师签字:____________年月日W…综合训是否隶属科难度份重练程度研项目院系部毕业设计论文领导小组审核意见教学院长主任____________公章年月II。