聚苯胺的应用及市场简介

聚苯胺的应用及市场简介

（为黑色粉末，可溶于四氢呋喃和二甲基甲酰胺等极性有机溶剂中）

聚苯胺是一种高分子合成材料,俗称导电塑料。它是一类特种功能材料，具有塑料的密度，又具有金属的导电性和塑料的可加工性，还具备金属和塑料所欠缺的化学和电化学性能，在国防工业上可用作隐身材料、防腐材料，民用上可用作金属防腐蚀材料、抗静电材料、电子化学品等。广阔的应用前景和市场前景使其成为目前世界各国争相研究、开发的热门材料。

2005年国际上导电高分子的相关产品产值已达10亿美元，这当中电子化学品、抗静电材料、聚苯胺金属防腐蚀材料、电磁屏蔽材料占80％以上。

在导电聚苯胺产品的开发中，目前最有成效的是德国的Ormecon公司，该公司主要生产导电聚苯胺防腐涂料和抗静电涂料，已经在美国、日本和韩国分别建立了Ormecon America，Ormecon Japan及Ormecon Korea三家子公司，已经成为全球最有影响力的导电聚苯胺产品公司。

一、聚苯胺可用作防腐蚀涂料

德国科学家成功研制出一种基本上完全不怕生锈和腐蚀的塑胶涂料，这意味着日后要制造寿命过百年的汽车、游艇和大桥，将不再是天方夜谭。

研究人员发现，在金属表面涂上聚苯胺涂料之后，能够有效阻止空气、水和盐分发挥作用，遏止金属生锈和腐蚀。这种塑胶涂料成本低，用法简便，而且不会破坏环境。

简单而言，锈蚀是由金属原子与氧气结合而成，并会削弱金属的结构。为此人们一般会在金属表面涂上漆油或镀上锌层，以减慢金属氧化成锈的过程。不过，漆油和锌层的耐用程度却有限。

相对于漆油和锌，聚苯胺的功能大相径庭。它不是用作屏障，而是充当催化剂，以干扰金属氧化成锈这个化学反应。聚苯胺先从金属吸取电子，然后将之传到氧气中。这两个步骤会形成一层纯氧化物以阻止锈蚀。

在实验室的环境下，用聚苯胺制造出一种「永久耐用的有机金属」，其防锈能力较锌强一万倍。在实地测试方面，聚苯胺的防锈效能则下降至介乎锌的三至十倍，这已是很大的进步，并且还有更大的潜力提升性能。

纳米聚苯胺还可以制成聚苯胺/环氧共混体系、聚苯胺/聚氨酯共混体系、聚苯胺/聚酰亚胺共混体系、聚苯胺/苯乙烯丙烯酸共聚物（SAA）共混体系以及聚苯胺/聚丁基异丁酸

酯共混体系等，这些共混物可用于各种场合的表面保护。

这种聚合物涂层优胜于锌之处，还在于其本身不属于重金属，因此对食物链和人体健康的影响较小，而且较锌便宜，更可用于几乎所有金属表面。目前，日本、韩国、意大利、德国和法国等欧亚国家，都已开始采用聚苯胺。

二、聚苯胺可用作抗静电和电磁屏蔽材料

由于它具有良好的导电性，且与其它高聚物的亲合性优于碳黑或金属粉，可以作为添加剂与塑料、橡胶、纤维结合，制备出抗静电材料及电磁屏蔽材料(如用于手机外壳以及微波炉外层防辐射涂料、和军用隐形材料等)。

三、聚苯胺可用作二次电池的电极材料

高纯度纳米聚苯胺具有良好的氧化还原可逆性，可以作为二次电池的电极材料。

四、聚苯胺可用作选择电极

纳米聚苯胺对于某些离子和气体具有选择性识别和透过率，因此可作为离子或气体选择电极。

五、聚苯胺可用作特殊分离膜

纳米聚苯胺因其具有良好的氧化还原可逆性也可制成特殊分离膜等。

六、聚苯胺可用作高温材料

导电聚苯胺纳米材料经测试其热失重温度大于200℃，远远大于其他塑料制品，所以还可以制备成高温材料。

七、聚苯胺可用作太阳能材料

纳米聚苯胺具有良好的导热性，其导热系数是其他材料的2——3倍，所以可作为现有太阳能材料的替代产品。

目前ORMECON的产品已经被多家公司采用在各种的产业中，其中有印刷电路制造；替代金和锡的涂装；造船公司用它来充当船舶抗腐蚀的漆料；而下一代面板显示器公司要用它开发出一种极便宜而且解析度极高的显示器。ORMECON的产品同时也用作防护电磁波的屏蔽材料。

通过以上资料的讲述，可知当前世界上对聚苯胺这种高分子材料的研究和开发正在从实验室走向工业化的初级阶段，聚苯胺的实际工业应用的开发更是处于初始时期。目前我们可知的用途仅仅是其广阔用途的很少一部分，说其是冰山一角也不为过。

目前，在我们国内对聚苯胺的研究和开发还刚刚开始，只有少数几家大学和科研单位在实验室里对聚苯胺的合成机理和导电特性进行原理性的研究。离大规模地进行工业应用还有一段不小距离。

聚苯胺的性能指标

一、JGT-EB-1本征态聚苯胺

粒径：小于30μm

纯度：大于99 wt%

分子量：10,000-100,000

溶解度：30℃，在N-甲基吡咯烷酮中高于5wt%

可加工温度：低于150℃

熔点温度：无熔点，超过300℃分解

表观密度：0.25-0.35g/cm3

吸水性：在空气中吸水1-3wt%

化学反应活性：具有可逆的氧化还原性能，可以与酸、氧化剂、还原剂反应

化学结构：由苯二胺和醌二亚胺单元组成

二、JGT-ES-1导电态聚苯胺

电导率：7.5 S/cm

粒径：小于30μm

纯度：99.0wt%以上

掺杂率：大于30%（摩尔比）

分散性：在二甲苯，丁醇等溶剂中可分散，浓度超过10wt%

可加工温度：低于150℃

分解温度：在空气中超过300℃

表观密度：0.3-0.5g/cm3

吸水性：在空气中可吸水3-5%

化学反应活性：有较高的氧化还原活性，并可以与碱、氧化剂或还原剂反应，失去导电性1、导电聚本胺与金属基材接触,使金属基材的电化学腐蚀电位正移,即容易腐蚀的金属(如钢、铸铁、铝、铜等)由原有的负腐蚀正位向正电位移动，达到或接近贵金属（如金、银等）的电极电位。

2、使金属基材发生钝化，对不同的金属，相应的形成一层致密、稳定的氧化层。

3、聚苯胺的催化特性可让聚苯胺在极低的浓度下长期发生作用。