Экономическая оценка эффективности применения композитов Ф-4СФ/полианилин в качестве рН-индикаторов - Курсовая работа

Интерес к исследованиям электропроводящих полимеров во многом обусловлен возможностью их применения в различных областях науки и техники. В последнее время интенсивно развиваются исследования по разработке методов получения композиционных систем, позволяющих совместить уникальные свойства ПАН со свойствами полимерной матрицы, обеспечивающей необходимые механические и прочностные характеристики.Индикатор - прибор, устройство, информационная система, вещество - объект, отображающий изменение какого-либо параметра контролируемого процесса или состояния объекта в форме, наиболее удобной для непосредственного восприятия человеком визуально, акустически, тактильно или другим, легко интерпретируемым, способом. Индикаторы (позднелат. indicator - указатель) - химические вещества, изменяющие окраску, люминесценцию или образующие осадок при изменении концентрации какого-либо компонента в растворе. Одна избыточная капля титранта окислителя необратимо обесцвечивает индикатор. Индикаторы применяют чаще всего для установления конца какой-либо реакции, главным образом конечной точки титрования. При проведении анализа индикатор выбирают таким образом, чтобы интервал перехода окраски включал то значение PH, которое раствор должен иметь в точке эквивалентности.Полианилин (ПАН) - это один из представителей класса электропроводящий полимеров, история которых началась в 1977 г. с синтеза электропроводящего полиацетилена. Полианилин представляет большой и научный и практический интерес, поскольку обладает уникальным комплексом свойств: окислительно-восстановительной активностью, широким диапазоном изменения электронной проводимости, наличием ионной проводимости. Он применяется в энергосберегающих устройствах, используется для экранирования от электромагнитного излучения и как ингибитор коррозии черных и цветных металлов, служит активным компонентом химических сенсоров, проходит испытания в медицине и в качестве каталитически активного материала. Благодаря наличию основных аминных и иминных атомов азота полианилин взаимодействует с кислотами, давая соли полианилина (рисунок 1 б) [17]. Выделяют три основных состояния окисления полимера: восстановленная форма - лейкоэмералдин, в котором атомы азота не окислены; средняя степень окисления - эмералдин, в котором окислен каждый второй атом азота; и высшая степень окисления - пернигранилин, в котором окислены все атомы азота.Полианилин, обладающий высокой электропроводностью, представляет значительный практический интерес, однако такие качества полианилина, как невысокая пластичность, низкая растворимость и достаточно высокая температура плавления, ограничивают возможность его практического применения, поэтому в последнее время все больший интерес вызывают различные композиционные материалы на основе полианилина. Известны методы, позволяющие определить влияние природы инициатора и полимерной матрицы на чувствительность газосенсора на аммиак на основе композиционных материалов, состоящих из полианилина и полимерных матриц, таких как найлон-6 и полиэтилен. Электропроводящий композиционный материал на основе полианилина получали полимеризацией анилина в кислой среде (в 1М HCL в присутствии матриц найлон-6 или полиэтилена. Результаты проведения опыта [13] показали, что получение композиционного электропроводящего материала найлона-6 полианилином состоит из двух стадий. Структура композиционных материалов на основе полианилина и таких полимерных матриц, как найлон-6 или полиэтилен, полученных в результате окислительной полимеризации анилина под действием персульфата аммония была изучена метом ИК-спектроскопии.Для получения композиционных материалов на основе полианилина в качестве объектов исследования использовали анилин (АНИ) фирма ICN Biomedicals Inc. (США), который предварительно перегоняли в вакууме в токе инертного газа, а также пленка Ф-4СФ (прекурсор мембраны МФ-4СК), изготовленная в ОАО "Пластполимер" (Санкт-Петербург, Россия), композиты на основе после модифицирования полианилином.В данной работе было проведено большое число опытов по выбору условий синтеза для создания композитных материалов на основе сульфонилфторидной матрицы и полианилина. Первые образцы пытались получить методом встречной диффузии, предварительно выдержав их в этиловом спирте в течение 2 суток и в анилине в течение суток. Кипячение исходной матрицы в воде и в кислоте в течение 2 часов с последующим выдерживанием в растворах 1 М анилина на 1 М кислоте и 0,5 М персульфата аммония, так же не привело к полимеризации анилина в матрице сульфонилфторидной мембраны. Большинство полученных образцов имели бледную неоднородную окраску, а некоторые - слабоокрашенный слой полианилина на поверхности, который был механически не прочным и легко смывался раствором. Синтез ПАН в пленке Ф-4СФ осуществляли при комнатной температуре с использованием солянокислого раствора фениламмония и растворов персульфата аммония в качестве инициатора полимеризации при следующей последовательности операций: 1) выдерживание базовой плен

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Аналитический обзор

1.1 Классификация индикаторов и области их применения

1.2 Строение и свойства полианилина

1.3 Композиционный материал полианилин-полимерная матрица как основа создания высокочувствительного газосенсора на аммиак

2. Экспериментальная часть

2.1 Объекты исследования

2.2 Синтез композитных материалов на основе пленки Ф-4СФ и полианилина

2.3 Свойства полученных материалов Ф-4СФ/ПАН

2.4 Сенсорные свойства композитов Ф-4СФ/ПАН

3. Результаты и обсуждения

3.1 Экономическая оценка эффективности применения композитов С-4СФ/ПАН в качестве РН-индикаторов

Заключение

Список использованных источников