原位聚合静电纺丝芯层乙撑二氧噻吩制备电活性复合材料

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1、天津大学硕士学位论文原位聚合静电纺丝芯层乙撑二氧噻吩制备电活性复合材料姓名：许庆蕾申请学位级别：硕士专业：材料学指导教师：封伟20090501中文摘要一聚乙撑二氧噻吩(PEDOT)因其高电导率及环境稳定性而成为最有发展前景的导电聚合物之一，其高的电子传输能力使其在传感器领域具有很好的应用。纳米结构的PEDOT具有更优异的性能。本文将静电纺丝方法和纳米反应器聚合思想结合起来制备了纳米结构的聚乙烯醇(PVA)／PEDOT电活性复合材料。具体方法为首先对PVA／EDOT乳液进行乳液电纺，得到芯壳型纤维，EDOT位于芯层，然后进行芯层的聚合，得到PVA／PEDOT复合

2、材料。首先确定了本体系的最佳静电纺丝工艺。纺丝用乳液显微镜照片的分析、透射电镜及扫描电镜分析共同确定了本实验体系的合适乳化剂为十二烷基硫酸钠(SDS)，并对SDS、EDOT及PVA的浓度对乳液状态及纺丝纤维的影响进行了研究。在保证可纺性及最终产物性能最佳的前提下，确定了最佳的纺丝条件为：3g／LSDS，45％EDOT，7％PVA。在此条件下成功制备了芯壳型纳米纤维，芯壳型结构主要包括两种：大部分的芯壳型纺锤状结构及小部分的芯壳型均匀纤维。纤维的平均直径为450nm，纺锤状结构芯层直径为750nm，壳层厚度为75rlm，均匀纤维的芯层直径为320nm。用氯气进行

3、了芯层EDOT的聚合，红外光谱证实了PEDOT的存在，紫外可见吸收光谱证明所得PEDOT为掺杂态，说明氯气在EDOT的聚合中同时作为氧化剂和掺杂剂。首次实现了在纺丝纤维壳层所构成的纳米反应器中的聚合。最终膜修饰电极对铁氰化钾氧化还原反应催化作用的循环伏安测试及其对过氧化氢的计时安培响应测试均证明氯气处理后的膜具有电子传输能力。所制备的复合材料综合了PVA的生物相容性及PEDOT的电性能，有望用于生物传感器领域。关键词：聚乙烯醇聚乙撑二氧噻吩乳液静电纺丝纳米反应器电子传输ABSTRACTPoly(3，4一ethylenedioxythiophene)(PEDOT

4、)isoneofthemost。promisingconductivepolymers，whichhaspotentialapplicationinsensors，duetoitshighelectrontransportproperty．Anovelmethodcombiningelectrospinningandthenanoreactorpolymerizationwasintroducedtopreparecore—shellPEDOT／Polyvinylalcohol(PVA)nanofibers．TheemulsionofEDOT／PVA．wasc

5、onductedelectrospinningtoobtainnanofiberswithacore·shellstructure．Then，thecoreEDOTwaspolymerized，andthePVA／PEDOTcompositenanofiberswereobtained．Themicroscopephotographsoftheemulsion，alongwithSEMandTEMmeasurementsdeterminedsodiumdodecylsulfate(SDS)astheappropriateemulsifier．Theeffect

6、ofotherparametersincludingtheconcentrationofSDS，EDOTandPVAontheelectrospunfilmwasinvestigatedtoo．Anoptimumelectrospinningconditionwasdeterminedasfollows，3g／LSDS，45％EDOTand7％PVA，inordertoobtainafinalproductwiththebestproperties．Thecore-shellnanofibersweresuccessfullyformed，mainlyincl

7、udingtwostructures，onewasthefiberwithcore-shellspindleandtheotherwastheuniformfiberitselfwithacore—shellstructure．Theaveragediametersofthefibers，thespindlecoreandthecoreofsomeuniformfiberswere450nm，750nmand320nm，respectively．Theaveragethicknessofthespindleshellwas75am．Theas．．prepare

8、dcore--shellfibersw