2018年4月第45卷第4期云南化工Yunnan Chemical TechnologyApr.2018Vol.45，No.4doi：10.3969/j.issn.1004-275X.2018.04.020含氟聚苯胺的合成及性能研究吴瑜鹏（山西医科大学 晋祠学院，山西 太原 030025）摘 要：含氟的高分子聚合物，通常具有很强的抗逆性、抗高温、抗化学腐蚀、具有耐久性和耐候性，因此其在石油化学、工业建筑等方面被广泛应用，研究此类聚合物具有很强的实际意义。主要研究含氟聚苯胺，将总结它的合成方法、阐述它的性质以及实际应用。关键词：含氟聚苯胺；合成；性质；应用中图分类号：O633.21 文献标识码：A 文章编号：1004-275X（2018）04-032-02Synthesis and Characterization of fluorine-containing PolyanilineWu Yupeng（Jinci College of Shanxi Medical University，Taiyuan 030025，China）Abstract：Fluorine-containing polymers，usually having strong resistance to stress，resistance to high temperature，resistance to chemical corrosion，durability and weathering，are widely used in petroleμm chemistry，industrial buildings，etc. It is of great practical significance to study this kind of polymer. In this paper，the synthesis methods of fluorine-containing Polyaniline are sμmmarized，and its properties and practical applications are illustrated.Key words：fluorine-containing Polyaniline；Synthesis；Characterization；Application含氟聚苯胺中，因为聚苯胺骨架中有大π键共轭，含氟取代基具有很强的电负性，所以含氟聚苯胺有良好的溶解性，经碘掺杂后，又具有良好的导电性能。氟元素的引入，还可以增强聚苯胺的抗湿性。合成含氟聚苯胺的原料容易获得，合成简便，所得产物又具有很高的实用价值，所以对含氟聚苯胺的研究，有很好的前景。文章主要论述含氟聚苯胺的合成、实际应用。1 含氟聚苯胺的合成含氟聚苯胺常用的合成方法分为两大类：化学氧化[1]合成法和电化学氧化合成法。下面将对两种方法进行详细的论述。1.1 化学氧化合成法该方法与聚苯胺的合成比较相似，即将氧化剂滴加到不同的酸性介质中，一段时间后，聚合形成含氟聚苯胺。实验中，最常选用的酸性介质为盐酸，其浓度一般要求控制在1.0~2.0mol/L[1]。这里介绍一种常用的合成方法：取一定量的过硫酸铵（APS）和2-氟苯胺（2-FAN），分别溶于适量盐酸溶液中，不断搅拌2-氟苯胺的盐酸溶液，再滴加过硫酸铵的盐酸溶液，控制在每分钟6滴左右。在滴加完48h后，采用抽滤的方法得到滤液，用蒸馏水洗涤滤液，直至无色。再将滤液移至烧杯中，加入氨水，搅拌后进行反复的抽滤，直接溶液呈中性，再经过干燥，即可得到含氟聚苯胺。过硫酸铵在该实验中充当氧化剂，可以使苯胺单体聚合，从而进一步生成含氟聚苯胺。化学氧化合成法，对时间的要求比较严格，一般控制在10~24h[2]，如果聚合时间过短，那么就会不利于生成相对分子质量高的聚合物；反之，如果时间过长，就会使形成的聚合物发生降解。1.2 电化学氧化聚合电化学氧化聚合，被氟化的苯胺溶解在无水氟化氢中作电解液[3]，苯胺能溶解在无水氟化氢中，电解电压一般为不高于8V的直流电压，苯胺在阳极失去电子，发生氧化反应，而氟离子会生成氟气，因此该电极能够直接因为电解质的沉淀积累而形成含氟聚苯胺薄膜，在整个电解过程中，只有碳原子上所连接的氢原子会被氟原子取代，其他官能团将不会发生变化。所得产物的密度通常大于无水氟化氢，从而在底部沉积。反应中所得到的副产物，可以通过碱性溶液以除去其中的无水氟化氢，再利用还原性溶液，比如碘化钾，除去其中的二氟化氢。电化学反应中，电极的选用对化学反应也非常重要，在该反应中，大多数采用铂电极，铂电极化学性质稳定且有电催化作用，是比较理想的电极。由电化学氧化聚合法所制得的含氟聚苯胺膜，质地均匀、光滑且致密，具有良好的电极附着性。在实验过程中观测到，阳极的含电量对含氟聚苯胺膜的厚度有一定的影响，膜的厚度随着电量的增加而变厚。2 含氟聚苯胺的性能及应用2.1 稳定性含氟聚苯胺为粒状且呈微球形，其微粒的直径都较为均匀，大概在100nm[5]，并且这些微粒大多都是以单粒子的形式存在，很少出现团聚态，因此含氟聚苯胺具有良好的稳定性。氟原子不仅半径小且电负性非常强，大大的增强了含氟聚苯胺的稳定性。由此，因为含氟聚苯胺的微粒直径很小，并且它的稳定性也很好，所以可将其作为涂料，它的微粒没有团聚的状态出现，更有利于分散在涂料体系之中，大大地提高了涂料的稳定性，使得涂料的使用时间更长且更有利于涂料的保存。含氟聚苯胺属于纳米材料，它的融入，可以使涂料的硬度也·32·
2018年4月第45卷第4期云南化工Yunnan Chemical TechnologyApr.2018Vol.45，No.4doi：10.3969/j.issn.1004-275X.2018.04.021DU水平胶带式滤机在二套微球装置的应用刘 睿，颜继勋（兰州石化催化剂厂，甘肃 兰州 730000）摘 要：2015年二套微球装置DCS改造时将BHS带式滤机更换为了DU水平胶带滤机。文章主要介绍了DU水平胶带滤机的主要构成和特点以及在二套微球装置上的工艺流程特点，重点介绍了该滤机在二套微球装置生产过程中的应用，以及对产品质量和装置综合能耗的影响。关键词：DU水平胶带滤机；BHS气驱动水平带式过滤机；氧化钠中图分类号：TQ426 文献标识码：B 文章编号：1004-275X（2018）04-033-021 装置概况二套微球装置由兰州炼油总厂设计所设计，于1993年建成投产。装置原设计能力10000t/a，经历次改造，目前生产能力为18000t/a。滤机装置建成以来一直使用的是BHS气驱动水平带式滤机。2 水平胶带式滤机的特点DU水平胶带滤机是利用物料的重力和真空的吸力实现固体和液体的分离，环形胶带由电机经减速机拖动连续运行，滤布平铺在胶带上，在真空条件下与胶带同步运行。胶带与真空室紧密接触（真空室与胶带间通入化学水形成密封），当真空室接通真空系统时，在滤布上形成真空抽滤区；催化剂浆液通过均布器均匀地分布在滤布上，在真空的作用下，滤液穿过滤布由胶带中间的小孔进入真空室，固体颗粒被滤布截留形成滤饼；进入真空盒的液体再经汽水分离后排出。器元件大大减少，使设备运行更加平稳，保证了使产品质量和装置的长周期运行。由橡胶轮带动代替汽缸收缩，可以最大程度的胶带滤机滤布的伸长量，滤布接口断裂的情况基本杜绝，降低了生产的不连续性。胶带滤机运转速度可以使用变频器进行调节，在生产稳定的前提下，催化剂物料在滤布上停留时间可以适当延长，提高了水洗过滤效果。4 水平胶带式滤机在装置中的应用及问题4.1 水平胶带式滤机的应用自2015年8月底 装置DU水平胶带式滤机更换完成后，由于其控制相对简单、故障率相对较低，投入运行后装置平稳，生产连续，保证了装置的长周期运行。DU水平胶带滤机的运行频率可以根据变频器适当调节，控制滤饼的厚度，和停留时间，不仅运行平稳，而且能够改善催化剂物料的洗涤效果。同时，在装置运行不平稳时，通过对滤机运行频率的调节有效地缓解生产压力，从而最大限度地降低滤机对生产产生的影响。在稳定洗涤液消耗量的前提下，吸滤效果较BHS气3 水平胶带式滤机的工艺特点DU水平胶带滤机与BHS带式滤机相比，仪表和电大大提高。2.2 溶解性含氟聚苯胺的结构与聚苯胺的具有类似的化学结构，在单体中，随着2-氟苯胺的增加，含氟聚苯胺的氧化态降低。氟原子的电负性非常强，它取代苯胺单体上的氢原子，使得含氟聚苯胺的溶解性大大增强。因为含氟取代基吸电子效应显著，所以含氟基团的引入，比烷基等更能提高聚苯胺的溶解性。含氟聚苯胺的存在，解决了聚苯胺难溶的问题，为科学研究带来了不少便利。[4]料电池、生物传感器[1]等方面，而我国对其研究还相对较少。对于含氟聚苯胺的研究，要吸取别人好的经验，对现有的不足的地方进行修正、完善，推动它在医疗、环保等方面的应用。参考文献：[1] 李新贵,高维威,黄美荣.含氟聚苯胺的合成及其特种功能修饰剂[J].同济大学,2005(6).[2] Sharma A L,Saxena V,Annapoorni S. Synthesis and characterization of a copolymer:Poly(aniline-co-fluoroaniline)[J].J.Appl.Polym.Sci.2001.[3] 王群.电化学氟化法制备含氟有机物[M].济南大学,2016(5).[4] 李瑜,郑建龙,杜惠,等.含氟聚苯胺的合成及性能研究[J].西安交通大学,2010(3).[5] 于庆杰,许建明.氟化聚苯胺的合成及性能[J].重庆理工大学学报,2012(11).收稿日期：2018-03-14作者简介：吴瑜鹏（1987-），男，山西长治人，硕士研究生，助教，山西医科大学晋祠学院，研究方向：有机化学。2.3 抗湿性将氟原子引入到聚苯胺中，可以降低聚苯胺对水分子的吸附能力，即抗湿性提高。根据含氟聚苯胺的抗湿性，可以将其作为湿度敏感材料或者湿度传感器。3 结语含氟聚苯胺是一种具有很好发现前景的功能材料，它使聚苯胺的性能得到了进一步的改善，尤其是氟基团的引入，极大的提高了溶解性，解决了聚苯胺难溶的问题。含氟聚苯胺的抗湿性，也可以使其成为湿度敏感材料或湿度传感器。国外已经将含氟聚苯胺应用于生物燃·33·
