Спосіб отримання нанокомпозитів поліаніліну з цинку оксидом

Реферат: Спосіб отримання нанокомпозитів поліаніліну з цинку оксидом, за яким полімеризують анілін у водному розчині сульфатної кислоти під дією окисника пероксидисульфату амонію, отриманий полімер змішують з нанодисперсією цинку оксиду, причому полімеризацію аніліну проводять у 5-12 мас. % водній дисперсії нанорозмірного цинку оксиду, стабілізованій розчином натрію додецилсульфату. UA 120621 U (12) UA 120621 U UA 120621 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель стосується галузі функціонального матеріалознавства і може бути використана для виготовлення електропровідних композиційних матеріалів, які застосовуються в електронній техніці для конструювання газових та радіаційних сенсорів, оптоелектронних пристроїв тощо. Відомий спосіб отримання нанокомпозитів поліаніліну з цинку оксидом шляхом окиснювальної полімеризації аніліну під дією пероксидисульфату амонію у середовищі ортофосфорної кислоти. [Enhanced photoluminescence in transparent thin films of polyaniline-zinc oxide nanocomposite prepared from oleic acid modified zinc oxide nanoparticles / M. Sajimol Augustine, P.P. Jeeju, SJ. Varma, P.A. Francis Xavier, S. Jayalekshmi // Thin Solid Films. 2014. Vol. 562. P. 84-89]. Як наповнювач використовують цинку оксид, модифікований олеїновою кислотою, який попередньо синтезують змішуванням розчинів цинку ацетатдигідрату з NaOH у молярному співвідношенні 1:2 у присутності олеїнової кислоти. Для забезпечення електропровідності композит ПАНі/ZnO допують кислотами: Н3РО4, НСl, нафтален-2сульфокислотою, камфорсульфоновою кислотою (КСК). Значення електропровідності плівок нанокомпозитів, при кімнатній температурі, становлять близько 30 См/см і залежать від типу допанта і кількості наповнювача ZnO. Недоліками способу є складний і трудомісткий синтез композитів ПАНі/ZnO, який підвищує їх собівартість. Відомий спосіб отримання нанокомпозитів поліаніліну з цинку оксидом емульсійною полімеризацією аніліну під дією пероксидисульфату амонію у середовищі камфорсульфоновї кислоти у присутності нанострижнів ZnO [Mostafaei, F. Nasirpouri A., Epoxy/polyaniline-ZnO nanorods hybrid nanocomposite coatings: Synthesis, characterization and corrosion protection performance of conducting paints // Progress in Organic Coatings. - 2014. - Vol. 77(1). - P. 146-159]. Нанострижні ZnO синтезують взаємодією цинку нітрату та натрій гідроксиду при температурі 0 °C. Композити ПАНі-ZnO з різними вмістом ZnO (1-4 %мас.) використовують для отримання антикорозійних покрить при 2 % вмісті епоксидної смоли. Збільшення вмісту ZnO від 1 % до 2 % і 4 % призводить до зменшення електричної провідності від 0,0068 См/см до 0,0029 і 0,0014 См/см відповідно. Недоліками способу є складна технологія і багатостадійність процесу отримання композиту, застосування дорогих реактивів (КСК), необхідність попереднього синтезу нанострижнів ZnO. Отриманий композит характеризується недостатньо рівномірним розподілом частинок цинку оксиду у полімерній матриці, що підтверджують зображення скануючої електронної мікроскопії. -3 Значення електропровідності композитів на рівні 1,4•10 См/см теж залишаються дуже низькими. Найближчим за технічною суттю - прототипом - є спосіб отримання нанокомпозитів поліаніліну з цинку оксидом шляхом механічного перемішування сульфатно-легованого поліаніліну з нанодисперсним оксидом цинку [В. Дутка, Н. Мацюк. Отримання та фізико-хімічні властивості композитів на основі поліаніліну та нанодисперсного оксиду цинку // Полімерний журнал. - 2015. - Т. 37, № 1. - С. 49-53]. Спочатку проводять хімічний синтез поліаніліну окиснювальною поліконденсацією аніліну у середовищі сульфатної кислоти у присутності пероксидисульфату амонію при мольному співвідношенні анілін-пероксидисульфат амонію 1:2. Реакційну суміш перемішують упродовж двох годин і залишають на добу. Осад поліаніліну відфільтровують, промивають бідистилятом і висушують у вакуумній шафі при р=0,1 атм, температурі не більше 75 °С. Формують композити механічним перемішуванням поліаніліну і цинку оксиду при його вмісті від 1 до 50 % мас. Отриману суміш нанопорошку поліаніліну і нанодисперсного цинку оксиду (Фірми "SigmaAldrich", розмір наночастинок