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【摘 要】聚苯胺是一种新型的高分子功能材料，具有很好的热稳定性、化学稳定性和优异的电化学性能，原料易得，价格低廉，还有独特的掺杂现象等优点。本文主要通过对以往聚苯胺涂料的研究，预测了本涂料的性能效果，结果表明本涂料完全可以满足生产的条件和使用的基本要求。
【关键词】聚苯胺 生产工艺 防腐涂料 设计
一、聚苯胺简介
聚苯胺（Polyaniline，PANI）是一种新型的导电高分子材料，由于其原料价廉易得、环境稳定性好、电导率高等特点，以及在二次电池、电化学催化、防腐蚀等领域的应用前景，使之成为国内外的研究热点。
二、聚苯胺的生产设计
（一） 聚苯胺的制备工艺设计
在众多的导电高分子材料中，聚苯胺 （PANI）以其单体原料易得 、合成工艺简单 、可通过控制掺杂率与氧化程度得到所需的导体、易实现从绝缘体到导体的转变 、同时还具有优异的物理性能、良好的环境稳定性等优点，从而成为当今导电高分子研究的热点。 目前，制备聚苯胺的方法有很多，除较常用的化学氧化聚合法和电化学聚合法外，还有固相法、界面聚合法和乳液聚合法等。
（二）工艺选择
化学氧化法要受到主要受反应介质酸的种类及浓度、氧化剂的种类及浓度、单体浓度和反应温度、反应时间等多方面因素的影响，且氧化剂价格贵，对环境存在污染，多为间歇生产，生产能力低。电化学聚合法使所得的聚苯胺可加工的性能不好、产率低，成本高，不适合工厂的生产。固相法能耗大、效率低、粉体不够细且易混入杂质。界面聚合法产率低且工艺复杂、成本较高，不适合大量生产。
（三）乳液聚合法工艺设计
乳液聚合法合成聚苯胺是将苯胺 、质子酸 、表面活性剂 、水和非极性或弱极性的有机溶剂混合，通过加入氧化剂引发聚合，在一定条件下反应得到。其中，十二烷基苯磺酸因在弱极性溶剂中具有很强的乳化能力，同时可作为表面活性剂和质子酸使用。另外，因为聚苯胺盐与其他副产物共存于乳液中，反应的产物不能直接分离得到，需要加入丙酮破乳，并反复洗涤产物从而得到聚苯胺。在水-DBSA体系中，用过硫酸铵氧化聚合苯胺单体后，不经洗涤分离出PANI（DBSA），而是接着加入CHCl3溶解萃取，可直接得到PANI（DB-SA）/CHCl3溶液。这种方法称为“乳液聚合-萃取”法。
（四）配方设计
本设计采用乳液聚合法，以大分子有机磺酸作表面活性剂 ，可一步完成质子酸的掺杂从而提高聚苯胺的导电性，DBSA作乳化剂和掺杂剂。选择稳定性好、便于储存的过硫酸铵作引发剂，在水相中合成掺杂态导电聚苯胺。
（五）生产步骤设计
将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释，形成液态。再加入苯胺单体，高速搅拌，形成分散均匀乳液。再滴加APS（过硫酸铵），半小时滴完。把在聚合釜内制得的乳液放入混合罐中，接着加入CHCl3溶解萃取，直接得到PANI（DBSA）/CHCl3溶液。溶液呈翠绿色（典型的掺杂聚苯胺颜色）。在这里CHCl3起到了破乳、萃取、分离的作用。
（六） 生产技术参数
①温度控制②压力的控制③料位的控制④料聚合浆液浓度的控制⑤时间的控制⑥搅拌速度控制。
三、涂料的制备工艺设计
（一）配方的设计
如果生产设备先进、原料选用的好、配方结构合理、工艺方法得当，就比较容易生产出好的产品来。配方技术是复合聚苯胺防腐涂料生产工艺的重要部分，聚苯胺涂料产品的类别和品种的变化是通过配方来实现的，配方技术还是产品品质的基础，它不仅包括各种材料的数量配比，还包括原料的选用和工艺路线的确定。
四、设备的选择
生产设备主要有聚合釜， 高速搅拌机，卧式砂磨机，过滤机，涂料灌装机。
五、涂料生产中应当注意的问题
（一）安全问题
这些年来涂料生产厂家时有各种生产安全事故的发生，特别是条件差的小厂家。主要原因是各级领导安全观念差，操作人员素质低，设备保护性能差等等。表现在极少，甚至没有在安全方面进行投入，对员工极少，甚至从未进行安全培训，对事故隐患不检查、不整改或熟视无睹，以至于违规操作、强行操作酿成安全事故。涂料生产所发生的安全问题主要是机械伤人、电击伤人、烫伤和粉尘伤害等人身伤害事故。设备方面主要有螺杆折断、烧毁电机、主磨内部的铁器打伤等等。生产厂家应加强这些方面的管理。
（二）污染物处理
在聚苯胺防腐涂料的生产过程中，其主要的污染物为：废水、废渣、噪音、粉尘。主要处理方法：生产车间可采用多孔吸声材料（玻璃纤维、矿碴棉、毛毡等）。另外，用橡胶等软质材料制成垫片或利用弹簧部件垫在设备下面以减振，也能收到降低噪声效果。同时针对车间生产防护也要推广实用舒适的新型个人防护用品，如：耳塞、耳罩、防噪声头盔，实行噪声作业与非噪声作业轮换制度。
六、效益分析
在各种防腐蚀技术中，涂料防腐技术应用最广泛，因为它具有多种特性。首先，施工方便，着色性好，外观良好、适应性强，不受设备面积、结构、形状的限制，重涂和修复方便，费用也较低。其次，他可以与其他防腐措施配合使用，可获得良好的防腐效果，是桥梁建设、机械加工、专用车辆等行业必不可少的应用材料，具有广阔的市场。
七、结论
本设计首先通过采用设计乳液聚合法，用苯胺单体、十二烷基苯磺酸、水以及过硫酸铵进行乳化反应生成乳化的聚苯胺，再通过“乳液聚合-萃取”法，即乳化完成后，直接加入三氯甲烷进行萃取的方法制取聚苯胺。通过这种方法制备的聚苯胺不仅具有掺杂特性而且还具有良好的可溶性。
参考文献：
[1]肖书虎.聚苯胺对铁基金属的伽伐尼阳极保护效应[D].武汉：武汉大学，2005年.
[2]Ataturk Goldschmidt，Hans-Joachim Steinberger. Basics of Coating Technology [M]. Hannover：Vincent，2003.
[3]潘春跃，胡惠萍，马承银等.苯胺乳液聚合条件的研究[J].应用化学，2000，17（5）：491- 493页.
【关键词】聚苯胺 生产工艺 防腐涂料 设计
一、聚苯胺简介
聚苯胺（Polyaniline，PANI）是一种新型的导电高分子材料，由于其原料价廉易得、环境稳定性好、电导率高等特点，以及在二次电池、电化学催化、防腐蚀等领域的应用前景，使之成为国内外的研究热点。
二、聚苯胺的生产设计
（一） 聚苯胺的制备工艺设计
在众多的导电高分子材料中，聚苯胺 （PANI）以其单体原料易得 、合成工艺简单 、可通过控制掺杂率与氧化程度得到所需的导体、易实现从绝缘体到导体的转变 、同时还具有优异的物理性能、良好的环境稳定性等优点，从而成为当今导电高分子研究的热点。 目前，制备聚苯胺的方法有很多，除较常用的化学氧化聚合法和电化学聚合法外，还有固相法、界面聚合法和乳液聚合法等。
（二）工艺选择
化学氧化法要受到主要受反应介质酸的种类及浓度、氧化剂的种类及浓度、单体浓度和反应温度、反应时间等多方面因素的影响，且氧化剂价格贵，对环境存在污染，多为间歇生产，生产能力低。电化学聚合法使所得的聚苯胺可加工的性能不好、产率低，成本高，不适合工厂的生产。固相法能耗大、效率低、粉体不够细且易混入杂质。界面聚合法产率低且工艺复杂、成本较高，不适合大量生产。
（三）乳液聚合法工艺设计
乳液聚合法合成聚苯胺是将苯胺 、质子酸 、表面活性剂 、水和非极性或弱极性的有机溶剂混合，通过加入氧化剂引发聚合，在一定条件下反应得到。其中，十二烷基苯磺酸因在弱极性溶剂中具有很强的乳化能力，同时可作为表面活性剂和质子酸使用。另外，因为聚苯胺盐与其他副产物共存于乳液中，反应的产物不能直接分离得到，需要加入丙酮破乳，并反复洗涤产物从而得到聚苯胺。在水-DBSA体系中，用过硫酸铵氧化聚合苯胺单体后，不经洗涤分离出PANI（DBSA），而是接着加入CHCl3溶解萃取，可直接得到PANI（DB-SA）/CHCl3溶液。这种方法称为“乳液聚合-萃取”法。
（四）配方设计
本设计采用乳液聚合法，以大分子有机磺酸作表面活性剂 ，可一步完成质子酸的掺杂从而提高聚苯胺的导电性，DBSA作乳化剂和掺杂剂。选择稳定性好、便于储存的过硫酸铵作引发剂，在水相中合成掺杂态导电聚苯胺。
（五）生产步骤设计
将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释，形成液态。再加入苯胺单体，高速搅拌，形成分散均匀乳液。再滴加APS（过硫酸铵），半小时滴完。把在聚合釜内制得的乳液放入混合罐中，接着加入CHCl3溶解萃取，直接得到PANI（DBSA）/CHCl3溶液。溶液呈翠绿色（典型的掺杂聚苯胺颜色）。在这里CHCl3起到了破乳、萃取、分离的作用。
（六） 生产技术参数
①温度控制②压力的控制③料位的控制④料聚合浆液浓度的控制⑤时间的控制⑥搅拌速度控制。
三、涂料的制备工艺设计
（一）配方的设计
如果生产设备先进、原料选用的好、配方结构合理、工艺方法得当，就比较容易生产出好的产品来。配方技术是复合聚苯胺防腐涂料生产工艺的重要部分，聚苯胺涂料产品的类别和品种的变化是通过配方来实现的，配方技术还是产品品质的基础，它不仅包括各种材料的数量配比，还包括原料的选用和工艺路线的确定。
四、设备的选择
生产设备主要有聚合釜， 高速搅拌机，卧式砂磨机，过滤机，涂料灌装机。
五、涂料生产中应当注意的问题
（一）安全问题
这些年来涂料生产厂家时有各种生产安全事故的发生，特别是条件差的小厂家。主要原因是各级领导安全观念差，操作人员素质低，设备保护性能差等等。表现在极少，甚至没有在安全方面进行投入，对员工极少，甚至从未进行安全培训，对事故隐患不检查、不整改或熟视无睹，以至于违规操作、强行操作酿成安全事故。涂料生产所发生的安全问题主要是机械伤人、电击伤人、烫伤和粉尘伤害等人身伤害事故。设备方面主要有螺杆折断、烧毁电机、主磨内部的铁器打伤等等。生产厂家应加强这些方面的管理。
（二）污染物处理
在聚苯胺防腐涂料的生产过程中，其主要的污染物为：废水、废渣、噪音、粉尘。主要处理方法：生产车间可采用多孔吸声材料（玻璃纤维、矿碴棉、毛毡等）。另外，用橡胶等软质材料制成垫片或利用弹簧部件垫在设备下面以减振，也能收到降低噪声效果。同时针对车间生产防护也要推广实用舒适的新型个人防护用品，如：耳塞、耳罩、防噪声头盔，实行噪声作业与非噪声作业轮换制度。
六、效益分析
在各种防腐蚀技术中，涂料防腐技术应用最广泛，因为它具有多种特性。首先，施工方便，着色性好，外观良好、适应性强，不受设备面积、结构、形状的限制，重涂和修复方便，费用也较低。其次，他可以与其他防腐措施配合使用，可获得良好的防腐效果，是桥梁建设、机械加工、专用车辆等行业必不可少的应用材料，具有广阔的市场。
七、结论
本设计首先通过采用设计乳液聚合法，用苯胺单体、十二烷基苯磺酸、水以及过硫酸铵进行乳化反应生成乳化的聚苯胺，再通过“乳液聚合-萃取”法，即乳化完成后，直接加入三氯甲烷进行萃取的方法制取聚苯胺。通过这种方法制备的聚苯胺不仅具有掺杂特性而且还具有良好的可溶性。
参考文献：
[1]肖书虎.聚苯胺对铁基金属的伽伐尼阳极保护效应[D].武汉：武汉大学，2005年.
[2]Ataturk Goldschmidt，Hans-Joachim Steinberger. Basics of Coating Technology [M]. Hannover：Vincent，2003.
[3]潘春跃，胡惠萍，马承银等.苯胺乳液聚合条件的研究[J].应用化学，2000，17（5）：491- 493页.