【摘 要】聚苯胺是一種新型的高分子功能材料，具有很好的熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性和優(yōu)異的電化學(xué)性能，原料易得，價格低廉，還有獨(dú)特的摻雜現(xiàn)象等優(yōu)點(diǎn)。本文主要通過對以往聚苯胺涂料的研究，預(yù)測了本涂料的性能效果，結(jié)果表明本涂料完全可以滿足生產(chǎn)的條件和使用的基本要求。

【關(guān)鍵詞】聚苯胺 生產(chǎn)工藝 防腐涂料 設(shè)計

一、聚苯胺簡介

聚苯胺（Polyaniline，PANI）是一種新型的導(dǎo)電高分子材料，由于其原料價廉易得、環(huán)境穩(wěn)定性好、電導(dǎo)率高等特點(diǎn)，以及在二次電池、電化學(xué)催化、防腐蝕等領(lǐng)域的應(yīng)用前景，使之成為國內(nèi)外的研究熱點(diǎn)。

二、聚苯胺的生產(chǎn)設(shè)計

（一） 聚苯胺的制備工藝設(shè)計

在眾多的導(dǎo)電高分子材料中，聚苯胺 （PANI）以其單體原料易得 、合成工藝簡單 、可通過控制摻雜率與氧化程度得到所需的導(dǎo)體、易實(shí)現(xiàn)從絕緣體到導(dǎo)體的轉(zhuǎn)變 、同時還具有優(yōu)異的物理性能、良好的環(huán)境穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)，從而成為當(dāng)今導(dǎo)電高分子研究的熱點(diǎn)。 目前，制備聚苯胺的方法有很多，除較常用的化學(xué)氧化聚合法和電化學(xué)聚合法外，還有固相法、界面聚合法和乳液聚合法等。

（二）工藝選擇

化學(xué)氧化法要受到主要受反應(yīng)介質(zhì)酸的種類及濃度、氧化劑的種類及濃度、單體濃度和反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間等多方面因素的影響，且氧化劑價格貴，對環(huán)境存在污染，多為間歇生產(chǎn)，生產(chǎn)能力低。電化學(xué)聚合法使所得的聚苯胺可加工的性能不好、產(chǎn)率低，成本高，不適合工廠的生產(chǎn)。固相法能耗大、效率低、粉體不夠細(xì)且易混入雜質(zhì)。界面聚合法產(chǎn)率低且工藝復(fù)雜、成本較高，不適合大量生產(chǎn)。

（三）乳液聚合法工藝設(shè)計

乳液聚合法合成聚苯胺是將苯胺 、質(zhì)子酸 、表面活性劑 、水和非極性或弱極性的有機(jī)溶劑混合，通過加入氧化劑引發(fā)聚合，在一定條件下反應(yīng)得到。其中，十二烷基苯磺酸因在弱極性溶劑中具有很強(qiáng)的乳化能力，同時可作為表面活性劑和質(zhì)子酸使用。另外，因?yàn)榫郾桨符}與其他副產(chǎn)物共存于乳液中，反應(yīng)的產(chǎn)物不能直接分離得到，需要加入丙酮破乳，并反復(fù)洗滌產(chǎn)物從而得到聚苯胺。在水-DBSA體系中，用過硫酸銨氧化聚合苯胺單體后，不經(jīng)洗滌分離出PANI（DBSA），而是接著加入CHCl3溶解萃取，可直接得到PANI（DB-SA）/CHCl3溶液。這種方法稱為“乳液聚合-萃取”法。

（四）配方設(shè)計

本設(shè)計采用乳液聚合法，以大分子有機(jī)磺酸作表面活性劑 ，可一步完成質(zhì)子酸的摻雜從而提高聚苯胺的導(dǎo)電性，DBSA作乳化劑和摻雜劑。選擇穩(wěn)定性好、便于儲存的過硫酸銨作引發(fā)劑，在水相中合成摻雜態(tài)導(dǎo)電聚苯胺。

（五）生產(chǎn)步驟設(shè)計

將配方加入一定的比例的DBSA（十二烷苯磺酸）和水加以溶解或者稀釋，形成液態(tài)。再加入苯胺單體，高速攪拌，形成分散均勻乳液。再滴加APS（過硫酸銨），半小時滴完。把在聚合釜內(nèi)制得的乳液放入混合罐中，接著加入CHCl3溶解萃取，直接得到PANI（DBSA）/CHCl3溶液。溶液呈翠綠色（典型的摻雜聚苯胺顏色）。在這里CHCl3起到了破乳、萃取、分離的作用。

（六） 生產(chǎn)技術(shù)參數(shù)

①溫度控制②壓力的控制③料位的控制④料聚合漿液濃度的控制⑤時間的控制⑥攪拌速度控制。

三、涂料的制備工藝設(shè)計

（一）配方的設(shè)計

如果生產(chǎn)設(shè)備先進(jìn)、原料選用的好、配方結(jié)構(gòu)合理、工藝方法得當(dāng)，就比較容易生產(chǎn)出好的產(chǎn)品來。配方技術(shù)是復(fù)合聚苯胺防腐涂料生產(chǎn)工藝的重要部分，聚苯胺涂料產(chǎn)品的類別和品種的變化是通過配方來實(shí)現(xiàn)的，配方技術(shù)還是產(chǎn)品品質(zhì)的基礎(chǔ)，它不僅包括各種材料的數(shù)量配比，還包括原料的選用和工藝路線的確定。

四、設(shè)備的選擇

生產(chǎn)設(shè)備主要有聚合釜， 高速攪拌機(jī)，臥式砂磨機(jī)，過濾機(jī)，涂料灌裝機(jī)。

五、涂料生產(chǎn)中應(yīng)當(dāng)注意的問題

（一）安全問題

這些年來涂料生產(chǎn)廠家時有各種生產(chǎn)安全事故的發(fā)生，特別是條件差的小廠家。主要原因是各級領(lǐng)導(dǎo)安全觀念差，操作人員素質(zhì)低，設(shè)備保護(hù)性能差等等。表現(xiàn)在極少，甚至沒有在安全方面進(jìn)行投入，對員工極少，甚至從未進(jìn)行安全培訓(xùn)，對事故隱患不檢查、不整改或熟視無睹，以至于違規(guī)操作、強(qiáng)行操作釀成安全事故。涂料生產(chǎn)所發(fā)生的安全問題主要是機(jī)械傷人、電擊傷人、燙傷和粉塵傷害等人身傷害事故。設(shè)備方面主要有螺桿折斷、燒毀電機(jī)、主磨內(nèi)部的鐵器打傷等等。生產(chǎn)廠家應(yīng)加強(qiáng)這些方面的管理。

（二）污染物處理

在聚苯胺防腐涂料的生產(chǎn)過程中，其主要的污染物為：廢水、廢渣、噪音、粉塵。主要處理方法：生產(chǎn)車間可采用多孔吸聲材料（玻璃纖維、礦碴棉、毛氈等）。另外，用橡膠等軟質(zhì)材料制成墊片或利用彈簧部件墊在設(shè)備下面以減振，也能收到降低噪聲效果。同時針對車間生產(chǎn)防護(hù)也要推廣實(shí)用舒適的新型個人防護(hù)用品，如：耳塞、耳罩、防噪聲頭盔，實(shí)行噪聲作業(yè)與非噪聲作業(yè)輪換制度。

六、效益分析

在各種防腐蝕技術(shù)中，涂料防腐技術(shù)應(yīng)用最廣泛，因?yàn)樗哂卸喾N特性。首先，施工方便，著色性好，外觀良好、適應(yīng)性強(qiáng)，不受設(shè)備面積、結(jié)構(gòu)、形狀的限制，重涂和修復(fù)方便，費(fèi)用也較低。其次，他可以與其他防腐措施配合使用，可獲得良好的防腐效果，是橋梁建設(shè)、機(jī)械加工、專用車輛等行業(yè)必不可少的應(yīng)用材料，具有廣闊的市場。

七、結(jié)論

本設(shè)計首先通過采用設(shè)計乳液聚合法，用苯胺單體、十二烷基苯磺酸、水以及過硫酸銨進(jìn)行乳化反應(yīng)生成乳化的聚苯胺，再通過“乳液聚合-萃取”法，即乳化完成后，直接加入三氯甲烷進(jìn)行萃取的方法制取聚苯胺。通過這種方法制備的聚苯胺不僅具有摻雜特性而且還具有良好的可溶性。

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