聚苯胺（PAn），是一種高分子化合物，具有特殊的電學(xué)、光學(xué)性，經(jīng)摻雜后可具有導(dǎo)電性及電化學(xué)性能。

    本征態(tài)的聚苯胺是絕緣體，經(jīng)質(zhì)子酸摻雜或電氧化都可使其電導(dǎo)率提高十幾個(gè)數(shù)量級(jí)。

    通常導(dǎo)電高分子的摻雜總是伴隨著其主鏈上電子的得失，而聚苯胺在用質(zhì)子酸摻雜時(shí)，電子數(shù)不發(fā)生改變。

聚苯胺導(dǎo)電纖維的制備：

    制備方法主要有熔體紡絲和原位聚合。

熔體紡絲法：

    主要是采用聚苯胺本體紡絲或?qū)⒕郾桨放c基體聚合物混合紡絲。

    優(yōu)點(diǎn)：制得的導(dǎo)電聚苯胺纖維有較高的電導(dǎo)率。

    缺點(diǎn)：聚苯胺在普通溶液中溶解性很差，可供選擇的溶劑很少，在實(shí)際生產(chǎn)中有很大限制。

注：近期在一些資料中發(fā)現(xiàn)，有將導(dǎo)電聚苯胺制成納米顆粒后，經(jīng)包膜處理，用共混紡絲制成復(fù)合導(dǎo)電纖維的。

原位聚合法：

原位聚合法又稱現(xiàn)場(chǎng)吸附聚合法。

    用該法制備聚苯胺導(dǎo)電纖維時(shí)，聚苯胺的合成反應(yīng)是在纖維表面進(jìn)行的。基本流程是將基質(zhì)纖維浸漬在苯胺溶液中，然后將帶有一定量苯胺單體的纖維放入氧化劑及摻雜酸的反應(yīng)浴中，使苯胺氧化物聚合，生成的導(dǎo)電聚苯胺附著在纖維表面，工藝流程如下：

1.漂洗—烘干—表面處理或不處理—苯胺單體浸泡—聚合吸附—清洗—烘干

2.漂洗—烘干—表面處理或不處理—氧化劑溶液浸泡—聚合吸附—清洗—烘干

    有研究表明，在原位聚合法中，強(qiáng)氧化劑的使用效果不一定好，因?yàn)楫?dāng)采用過(guò)硫酸銨等強(qiáng)氧化劑時(shí)，氧化非常迅速，低聚物來(lái)不及向纖維滲透就一步聚合并從溶液中沉淀出來(lái)，而弱氧化劑有效的控制了苯胺氧化速度，使低聚物有充分的時(shí)間向纖維表面及內(nèi)部遷移。控制氧化速度是保證纖維對(duì)聚苯胺有效吸附的關(guān)鍵。同時(shí)氧化劑濃度過(guò)高也不利于提高導(dǎo)電纖維的導(dǎo)電性能。

聚苯胺導(dǎo)電纖維的特性

1.優(yōu)良的導(dǎo)電性能

    經(jīng)氧化摻雜的聚苯胺制得的導(dǎo)電纖維的電阻率為1.05×10-2Ω·cm

2.電導(dǎo)率的可設(shè)計(jì)性

    通過(guò)改變摻雜酸的濃度，可以很容易的調(diào)節(jié)纖維的電導(dǎo)率，這是其他導(dǎo)電纖維所不具備的性質(zhì)。

    制備聚苯胺時(shí)的PH值對(duì)纖維導(dǎo)電性影響很大：

    當(dāng)PH值＞4時(shí)，聚苯胺呈絕緣性質(zhì)；

    當(dāng)2＜PH＜4時(shí)，電導(dǎo)率隨溶液PH值得降低迅速增加，是半導(dǎo)體性質(zhì)；

    當(dāng)PH值＜2時(shí)，聚苯胺呈金屬性質(zhì)；

    聚苯胺只有在酸性條件下（即PH＜4），才有較高的電導(dǎo)率。

3.耐酸堿性

    聚苯胺在環(huán)境PH≥7時(shí)，具有完全氧化態(tài)結(jié)構(gòu)；在環(huán)境PH＜7時(shí)，聚苯胺結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，形成聚苯胺鹽結(jié)構(gòu)，此時(shí)，聚苯胺具有良好的導(dǎo)電性和電化學(xué)活性。

    聚苯胺導(dǎo)電纖維經(jīng)PH值較大的偏堿性或中性溶液浸泡時(shí)，酸堿平衡遭到破壞，則發(fā)生質(zhì)子消除反應(yīng)，使聚苯胺的摻雜率下降，所以纖維的導(dǎo)電性能下降。

    聚苯胺導(dǎo)電纖維經(jīng)PH=9的溶液浸泡20分鐘后，纖維的導(dǎo)電性幾乎完全失去；而再用1mol/L的鹽酸重新?lián)诫s后，又能回復(fù)導(dǎo)電性能。

    聚苯胺復(fù)合導(dǎo)電滌綸織物的導(dǎo)電性能受洗滌溶液酸堿度的影響：其中堿性洗滌液使導(dǎo)電性能降低2個(gè)數(shù)量級(jí)；酸性洗滌液使導(dǎo)電性能下降1個(gè)數(shù)量級(jí).

4.耐久性

    聚苯胺在滌綸織物表面具有良好的附著性，且空氣穩(wěn)定性好；但是鹽酸由于分子質(zhì)量小易于發(fā)生脫摻雜行為，空氣穩(wěn)定性較差；因此，鹽酸摻雜聚苯胺的脫摻雜行為是聚苯胺復(fù)合導(dǎo)電織物電導(dǎo)率隨時(shí)間衰減的主要原因。在織物的表面涂一層保護(hù)膜可以有效地改善這種狀況。

注：近期的一些資料顯示，聚苯胺/滌綸基＜共混＞導(dǎo)電纖維置于空氣中6個(gè)月，測(cè)量的電導(dǎo)率下降很少，不足一個(gè)數(shù)量級(jí)。經(jīng)紅外光譜測(cè)定與新制得導(dǎo)電纖維的紅外光譜幾乎沒(méi)有區(qū)別。表明該導(dǎo)電纖維具有良好的空氣穩(wěn)定性。

5.導(dǎo)電機(jī)理

    復(fù)合導(dǎo)電高分子存在三種導(dǎo)電機(jī)理，即：滲流理論、隧道效應(yīng)、場(chǎng)致發(fā)射理論。