Morphology Control of Self-assembled Polyaniline

Abstract

In this work, diethylene triamine pentaacetic acid (DTPA) was used as a dopant in the synthesis of polyaniline (PANI) micro/nanostructures with different morphologies by adjusting aniline concentration ([Ani]), initial pH and aniline to DTPA molar ratio ([Ani]/[DTPA]) during chemical oxidative polymerization (COP) of aniline. Results of morphology characterization showed that PANI with one-dimensional (1D) morphology mainly formed in the system with a higher aniline concentration (0.06 M) and [Ani]/[DTPA] ratio of 5; whereas nearly pure sea urchin-like microspheres were obtained under lower aniline concentrations (0.007 M). However, smooth microspheres were obtained by decreasing [Ani]/[DTPA] ratio to 1. Structures examinations implied that the molecular chain of the PANI products might contain non-conjugated structures, such as aromatic oligomers. Hydrogen bonding between DTPA and aniline might be the driving force for the self-assembled structures. Keywords: polymerization; microstructure; self-assembly.

المستخلص في هذه الدراسة، تم إستخدام محلول حمض ثنائي الإيثيلين ثلاثي الأمين خماسي الخليك (DTPA) كعامل إشابة لتخليق بنيات مجهرية لمتعدد الأنيلين بأشكال ظاهرية مختلفة وذلك بالتحكم في تركيز الأبيلين، الأس الهيدروجيني الإبتدائي والنسبة المولية للأنيلين والحمضوذلك خلال البلمرة التأكسدية للأنيلين. أوضحت نتائج وصف وتحليل الشكل الظاهري أن متعدد الأنيلين ذو الشكل الأحادي البعد غالبا يتكون في النظام (المحلول) ذو نسبة الأنيلين العالية (M 0.06) ونسبة مولية للأنيلين والحامض تعادل 5؛ في حين أنه في حالات التراكيز المنخفضة للأنيلين (0.007 M) تتكون كرات ميكروية تشبه قنفذ البحر. بينما كرات ميكروية ملساء تتكون بتخفيض نسبة الأنيلين والحمض إلى الوحدة. أوضحت إختبارات البنية أن السلسلة الجزيئية لمركبات متعدد الأنيلين المتحصل عليها قد تحتوي على بنيات غير مترافقة، كالأوليغومرات العطرية. بالإضافة إلى أن الروابط الهيدروجينية بين الحمض والأنيلين قد تكون هي القوة الدافعة للتجمع الذاتي. الكلمات المفتاحية: البلمرة؛ البنية المجهرية؛ التجمع الذاتي