Введение
ГЛАВА 1. Полианилин (ПАНИ)(Обзор литературы) 16
1.1. Историческая справка 16
1.2. Строение и общие характеристики полианилина 16
1.3. Формы полианилина и их свойства
1.3.1. Окислительно-восстановительные свойства 17
1.3.2. Электронная проводимость различных состояний окисления 19
1.3.3. Взаимодействие ПАНИ с кислотами 19
1.3.4. Температурная зависимость электропроводности 21
1.3.5. Протонная проводимость 23
1.3.6. Гидрофильность-гидрофобность 24
1.3.7. Оптические характеристики полианилина 25
1.3.8. Магнитные характеристики ПАНИ 27
1.3.9. Диэлектрические свойства ПАНИ
1.4. Представления о структуре и характере транспорта носителей заряда в ПАНИ. Модель негомогенного металла 35
1.5. Современные представления о синтезе полианилина
1.5.1. Цепной характер полимеризации 38
1.5.2. Активный центр полимеризации 39
1.5.3. Окислители анилина 39
1.5.4. Кинетические особенности полимеризации 40
1.6. Существующие представления о механизме окислительной полимеризации анилина 41
1.6.1. Рост цепи по реакции электрофильного замещения 42
1.6.2. Критика существующих представлений о механизме синтеза ПАНИ 43
1.7. Надмолекулярная структура продуктов окисления анилина 45
ГЛАВА 2. Влияние кислотности на кинетику окисления анилина, свойства продуктов и их надмолекулярную структуру. (Обсуждение результатов) 47
2.1. Кислотно-основные свойства анилина и поли(олиго)анилина 47
2.2. Влияние кислотности при окислении анилина сильным окислителем
2.2.1. Окисление анилина при разных начальных рН 49
2.2.2. Окисление анилина при различных соотношениях концентраций мономер/окислитель
2.3. Свойства и морфология продуктов окисления анилина 52
2.4. Кислотность реакционной среды как важнейший фактор окисления анилина 56
2.5. Окисление анилина при рН
2.5: Влияние параметров синтеза на кинетику окисления анилина свойства и морфологию полимера
2.5.1. Стандартные условия синтеза 58
2.5.2. Изменение соотношения концентраций окислитель/мономер 60
2.5.3. Влияние кислотности и природы аниона кислоты 61
2.5.4. Влияние температуры 63
2.5.5. Эффект разбавления 65
2.5.6. Эффект введения инертных добавок 67
2.6. Влияние окислительного потенциала на окисление анилина, свойства и морфологию продуктов 69
2.6.1. Окисление анилина под действием слабого оксиданта - азотнокислого серебра 69
2.6.2. Состав композитов ПАНИ-Ag 76
2.6.3. Окислительный потенциал как важный фактор окисления анилина 77
ГЛАВА 3. Механизм окисления анилина в зависимости от рН реакционной среды 80
3.1. Диапазон рН 3.6 з
3.2. Диапазон 3.6 рН 2.5 82
3.3. Диапазон рН 2.5 84
3.4. Лимитирующая стадия окислительной полимеризации 88
3.5. Рост полимерных цепей с участием электронной и ионной проводимости 89
3.6. Экспериментальное подтверждение механизма
3.6.1. Исследование продуктов окисления анилина в щелочных средах 91
3.6.2. Исследование начальных олигомеров 91
3.6.3. Участие электронного и ионного транспорта в процессе гетерофазного роста полимерных цепей 95
3.7. Завершение полимеризации 96
ГЛАВА 4. Формирование надмолекулярных структур полианилина 98
4.1. Типы надмолекулярных структур 98
4.2. Механизм самороганизации полимерных цепей в процессе синтеза 99
4.3. Взаимосвязь процессов формирования надмолекулярных структур с молекулярными реакциями синтеза ПАНИ
4.3.1. Роль кислотности и окислительного потенциала 101
4.3.2. Условия формирования различных типов надмолекулярных структур 104
4.4. Этапы самосборки на протяжении синтеза 107
4.4.1. Индукционный период - этап нуклеации 107
4.4.2. Влияние лимитирующей стадии полимеризации 109
4.4.3. Синхронный рост надмолекулярных структур ПАНИ
4.5. Особенности формирования трехмерных и одномерных структур 111
4.6. Принцип организации частиц ПАНИ 116
4.7. Причины структурной неоднородности ПАНИ. Модель негомогенного металла 120
ГЛАВА 5. Композиты полианилина для различных вариантов практического применения 124
5.1. Защита металлов от коррозии 124
5.1.1. Антикоррозионные свойства полианилина 124
5.1.2. Водная дисперсия полианилина в качестве ингибирующей присадки 126
5.1.3. Органические дисперсии полианилина 131
5.1.4. Органические дисперсии ПАНИ, полученные методом in-situ полимеризации 135
5.1.5. Использование органической дисперсии ПАНИ для повышения коррозионной стойкости карбонильного железа 139
5.1.6. Пленкоообразующий полиуретановый латекс, модифицированный полианилином 149
5.1.7. Композиционные наполнители антикоррозионных покрытий 156
5.2. Материалы для электроники: донорно-акцептроный комплекс ПАНИ-Сбо 159
5.2.1. Получение композитов ПАНИ-Сбо 160
5.2.2. Морфология и свойства композитов ПАНИ-Сбо 161
5.2.3. Взаимодействие ПАНИ и Сбо в основном состоянии 164
5.2.4. Взаимодействие ПАНИ и Сбо в возбужденном состоянии 167
5.2.5. Электрооптические характеристики композитов ЖК-ПАНИ-Сбо 169
5.3. Электропроводящие полимеры для низкотемпературных топливных элементов 174
5.3.1. Работа топливного элемента 175
5.3.2. Использование электропроводящих полимеров на электродах низкотемпературных топливных элементов
5.3.4. «Бесплатиновый» катализ 201
5.3.5. Модификация полианилином протон-продящих мембран типа Nafion 204
5.4. Электропроводящие полимеры для экранирования электромагнитного излучения 213
5.4.1. Материалы низкой плотности 214
5.4.2. Экранирующие материалы на основе ферритов 229 5.4.3. Исследование механизма влияния ПАНИ на магнитные характеристики MnZn-феррита 240
5.4.4. Влияние условий синтеза и состояния полимерного слоя на магнитные характеристики материала 249
5.5. Полианилин и его композиты в качестве сорбентов 255
5.5.1. Получение сорбентов: нанотрубок ПАНИ и ПАНИ модифицированного наночастицами серебра 257
5.5.2. Исследование взаимодействия сорбентов с вирусами гриппа 260
5.5.3. Возможный механизм антивирусной активности композита ПАНИ-Ag 262
Выводы 265
Список цитированной литературы
