Poly-N-vinylcarbazole/polyaniline (PVK-PANI) composites are synthesized by varying target loading concentrations of aniline (0.025 - 0.1 M). The surface morphology of the composites is studied by scanning electron microscopy (SEM) and atomic force microscopy (AFM). The temperature-dependent DC conductivity of PVK-PANI composite films was studied at the temperature range of 300 - 500 K. The data suggest that the conductivity increase with an increase in aniline concentration in the composite with an increase in temperature. Further based on the conductivity behavior we can suggest that the PVK-PANI composites show a semiconducting behavior with a positive temperature coefficient of resistivity (TCR). The enhanced conductivity and the positive TCR of the PVK-PANI composite films may be due to the strong interaction between PANI and PVK in the composite films.
A new cathode material based on Li$Ni_{0.8}Co_{0.15}Al_{0.05}O_2$ (LNCA)/polyaniline (Pani) composite was prepared by in situ self-stabilized dispersion polymerization in the presence of LNCA. The materials were characterized by fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), ultraviolet-visible spectroscopy (UV-Vis), X-ray diffraction (XRD), and scanning electron microscopy (SEM). Electrochemical properties including galvanostatic charge-discharge ability, cyclic voltammetry (CV), capacity, cycling performance, and AC impedance were measured. The synthesized LNCA/Pani had a similar particle size to LNCA and exhibited good electrochemical properties at a high C rate. Pani (the emeraldine salt form) interacts with metal-oxide particles to generate good connectivity. This material shows good reversibility for Li insertion in discharge cycles when used as the electrode of lithium ion batteries. Therefore, the Pani coating is beneficial for stabilizing the structure and reducing the resistance of the LNCA. In particular, the LNCA/Pani material has advantageous electrochemical properties.
톨루엔, 자일렌 등 유기 용매에 녹는 에머랄딘 염 형태의 폴리아닐린-도데실벤젠술폰산 (PANI-DBSA) 이 한 단계 마이셀 유화 중합법에 의해 제조되었다. 유기 양성자산으로 DBSA가 사용되었으며, DBSA와 아닐린 단량체의 비율이 1.5:1의 중합 조건에서 용해도 및 전기적 특성이 가장 우수하였고, 이때 제조한 PANI-DBSA의 톨루엔에서 용해도는 8 wt% 정도이다. 이들은 유리 또는 플라스틱 필름 기판 위에 도포되어 필름 형상으로 얻어지며, 폴리우레탄 또는 폴리스티렌 등과도 쉽게 혼합되었다. 5 S/cm 이상의 전기 전도도와 500 nm 이하의 필름두께에서 70% 이상의 가시광선 투과도를 보이며, 필름의 표면상태가 수용액에서의 유화 중합법에 의해 제조되는 PANl-DBSA보다 매우 균일함을 AEM을 통해 관찰하였다. 반응생성물의 대부분은 톨루엔 용매에 용해되었지만 용해되지 않은 일부 PANI-DBSA은 50-400 nm크기의 입자로 유기 용매에 분산되어 있음이 확인되었고 이들 입자의 결정상태를 XRD를 통해 관찰하였다.
The chemical synthesis of anisotropic defective polyaniline/Ag composite (PANI/Ag) is explored using silver nitrate ($AgNO_3$) as the precursor material. This study provides a simple method for the formation of PANI/Ag nanocomposites at two different aniline concentrations $5{\mu}l$ (PANC5) and $10{\mu}l$ (PANC10). The composite PANC5 exhibits UV-Visible absorption peaks at 436 nm and 670 nm whereas, PANC10 exhibits absorption peaks at 446 nm and 697 nm. This shift is caused by the strong interaction between polyaniline and silver. The characterized FTIR peaks observed at around $3410cm^{-1}$ (PANC5) and $3420cm^{-1}$ (PANC10) was due to the N-H stretching vibrations. The appearance of a broad band instead of a sharp peak can be attributed due to the presence of a high concentration of N-H groups in the nanocomposite. The TEM images show that the sample contains defective spherical, truncated triangular and rod shaped particles. The results showed that the PANI/Ag nanocomposites are composed of nano-sized particles of 43-53 nm that contain Ag domains of 33-37 nm with polymer thickness 5.7-11.2 nm at two different aniline concentrations.
폴리아닐린(PANI) 나노섬유를 전도성 충전제로 사용하여 광경화형 전도성 투명필름을 제조하였다. 화학산화중합(chemical oxidation polymerization)으로 나노섬유 구조의 산화형 폴리아닐린(ES-PANI)을 합성하였다. ES-PANI는 디도핑을 통해 환원형 폴리아닐린(EB-PANI)으로 유도하였다. 이것을 전도성 충전제의 전구체로 사용하여 도데실벤젠설폰산(DBSA)이 포함되어 있는 광경화형 레진에 분산시키면 재도핑된 재산화형 폴리아닐린(rES-PANI)을 얻을 수 있었다. 이런 과정을 통해 나노섬유 형태가 유지되면서 높은 전도성과 분산안정성이 우수한 광경화형 전도성 레진용액을 제조할 수 있었다. 제조된 광경화형 전도성 레진용액은 상온에서 3달 정도 두어도 rES-PANI 충전제의 침전물이 생기지 않았다. 또한 이 용액을 폴리(메틸 메타크릴레이트)(PMMA) 기재 위에 스핀코팅 후 광경화하여 약 $5{\mu}m$ 두께의 전도성 투명필름을 제조하였다. rES-PANI 나노섬유 농도가 1.4 wt%일 때 표면저항 $6.5{\times}10^8{\Omega}/sq$, 550 nm 파장에서 91.1%의 투과도를 보였다. ES-PANI의 디도핑-재도핑(dedoping-redoping) 과정을 통해 광경화형 전도성 레진용액에 분산된 PANI는 농도에 따라 필름표면저항과 광학적 투명도를 조절할 수 있는 대전방지 보호필름을 제작하는 새로운 방법을 제시하였다.
생분해성 고분자인 PLA를 매트릭스로 용액 중합된 DBSA가 15 mole% 정도 도핑된 PAni를 첨가하여 도전성 PAni/PLA 복합 필름을 제조하여 기계적, 전기적 특성 및 표면 morphology를 고찰하였다. FE SEM 측정 결과 PAni/PLA 복합 필름은 PAni 입자들이 매트릭스 고분자인 PLA에 비교적 잘 분산된 상태를 보였으며, 인장강도는 PAni 함유량 15 wt% 인 경우 $565.3kg_f/cm^2$에서 $309.7kg_f/cm^2$로 급격히 감소하였으며, 신율은 모든 필름에서 3-6%로 크게 변화하지는 않았다. 전기전도도는 PAni의 함량이 증가함에 따라 상승하였으며, PAni 함유량이 15 wt% 인 복합필름의 경우 $2.9{\times}10^{-3}$ S/cm의 전기전도도를 나타내었다. PAni 함유량에 따른 복합 필름의 열적 안정성은 $300^{\circ}C$ 이하에서는 약간 낮아졌으며, 고온 처리 후의 최종 잔존 타르의 함량은 PAni의 함량에 비례하였다. 결과적으로 PAni를 15 wt% 이상 함유한 복합필름은 전자파차폐 및 정전기방지 소재로 응용될 수 있다.
본 논문은 layer-by-layer 자가조립법을 이용해서 polyaniline(PANi), graphene oxide(GO) 및 phytic acid(PA)으로 구성된 $(PANi/GO/PANi/PA)_{10}$ 다층을 제작하고, 전기화학적 방법을 활용하여 GO를 ERGO으로 환원하여 완성된 $(PANi/ERGO/PANi/PA)_{10}$ 다층 필름 전극의 전기화학적 특성을 분석하였다. 특히 이 과정에 다층 필름 전극 내에서 고리형 다인산 화합물 나노입자가 PANi을 도핑함과 동시에 전극 내부에 다공성과 표면적을 높여서 $(PANi/ERGO)_{20}$ 전극의 용적 커패시턴스를 개선할 수 있는 지를 조사하였다. 다층 필름 전극의 전기화학적 특성은 1 M $H_2SO_4$ 전해질 하에서 삼 전극 시스템을 이용하여 측정되었다. 그 결과, $(PANi/ERGO)_{20}$ 전극은 $1A/cm^3$ 전류밀도에서 $666F/cm^3$의 용적 커패시턴스을 보여주었고, $(PANi/ERGO/PANi/PA)_{10}$ 전극은 $769F/cm^3$에 해당되는 개선된 용적 커패시턴스를 보여주었다. 또한 1000 사이클 이후에도 초기 커패시턴스의 79.3%의 순환 안정성을 유지하였다. 이와 같이 공액성 구성성분들이 서로 포개져서 밀집되게 형성된 $(PANi/ERGO)_{20}$ 전극 내부에 고리형 다인산 화합물 나노입자를 이용한 구조변환을 통해서 전극의 전기화학적 특성을 개선할 수 있음을 확인하였다.
In this study, polyaniline (PANI)/graphene nanosheet (GNS) composites were synthesized through chemical oxidation polymerization by changing the weight ratio of aniline monomers. To examine the morphological structure of the composites, scanning electron microscopy and transmission electron microscopy (TEM) were conducted. TEM results revealed that fibril-like PANI with a diameter of 50 nm was homogeneously coated on the surface of the GNS. The electrochemical properties of the composites were studied by cyclic voltammetry in 1 M $H_2SO_4$ electrolyte. Among the prepared samples, the PANI/GNS (having 40 wt% aniline content) showed the highest specific capacitance, 528 $Fg^{-1}$, at 10 $mVs^{-1}$. The improved performance was attributed to the GNS, which provides a large number of active sites and good electrical conductivity. The resulting composites are promising electrode materials for high capacitative supercapacitors.
We have prepared an aqueous dispersion of poly(aniline-dodecyl benzene sulfonic acid complex) (PANI-DC) that has an intrinsic viscosity (〔η〕) near 1.3 dL/g using aniline as a monomer, dodecyl benzene sulfonic acid(DBSA) as a dopant/emulsifier, and ammonium peroxodisulfate(APS) as an oxidant. We found that the electrical conductivity of a PANI-DC pellet was 0.7 S/cm. A waterborne-polyurethane (WBPU) dispersion, obtained from isophorone diisocyanate/polytetramethylene oxide glycol/dimethylol propionic acid/ethylene diamine/triethylene amine, was used as a matrix polymer. We prepared blend films of WBPU/PANI-DC with variable weight ratios (from 99/1 to 66/34) by solution blending/casting and investigated the effects that the PANI-DC content has on the mechanical and dynamic mechanical properties, hardness, electrical conductivity, and antistaticity of these films. The tensile strength, percentage of elongation, and hardness of WBPU/PANI-DC blend films all decreased markedly upon increasing the PANI-DC content. The antistatic half-life time ($\tau$$\sub$$\frac{1}{2}$/) of pure WBPU film was about 110 s, but we found that those of WBPU/ultrasound-treated PANI-DC blend films decreased exponentially from 1.2 s to 0.1 s to almost 0 s upon increasing the PANI-DC content from 1 wt% to 15 wt% to > 15 wt%, respectively.
In this study, the influences of aniline to acid composition were investigated on the electrical conductivity of PANI-PAAMPSA. The ratio of aniline to sulfonic acid groups was optimized for the maximum conductivity of PANI-PAAMPSA. The conductivity is strongly correlated with the electronic structure of PANI-PAAMPSA; the highest conductivity of PANI-PAAMPSA was observed when PANI has the longest conjugation length.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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