原位聚合沉积苯胺邻苯二胺共聚物薄膜及其电致变色性能

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1、青岛科技大学研究生学位论文原位聚合沉积苯胺／邻苯二胺共聚物薄膜及其电致变色性能摘要本课题为国家自然科学基金资助项目(项目号：50390090)之一部分。作为一种重要的导电高分子，聚苯胺(PANI)具有合成简单，环境稳定性好及电导率高等优点。为提高PANI薄膜电致变色性能，拓宽其应用范围，选用邻苯二胺(oPD)对其修饰改性。在分散聚合体系中，探索采用程序控温的方法控制共聚合过程，在玻璃基体表面原位聚合沉积得到高质量盐酸掺杂Ani／oPD共聚物导电薄膜。实验探讨了oPD摩尔投料份数，共聚合反应温度程序对聚合

2、沉积过程及共聚物薄膜质量的影响，考察了制备的Ani／oPD共聚物薄膜结构、导电性及电致变色性能。结果表明：与Ani均聚相比，少量oPD的加入大大延长了聚合反应诱导期，原位沉积成膜困难，制备的薄膜厚度减小。增)jIl：JI发剂APS用量或提高水浴温度有利于Ani／oPD共聚合反应的进行。水浴温度每升高lO℃，反应诱导期约缩短一半。但体系反应速率加剧，易产生暴聚，难以制得高质量共聚物薄膜。而较低的聚合反应温度(0℃)有利于得到高质量共聚物薄膜，但低温下的反应诱导期很长。为制备表观质量优异、膜厚均匀的共聚物薄

3、膜，同时缩短反应诱导期，探索、优选得到的聚合反应温度控制程序为：高温预聚，低温聚合(O℃)。在程序控温过程中，提高预聚温度，可增加共聚物中oPD含量，但从预聚温度降到聚合温度所需时间延长。实验恰当地优化控温程序，使既提高共聚效率，又减少反应时间。共聚物中oPD含量增大，薄膜的电导率下降。原位聚合沉积制备的Ani／oPD共聚物薄膜具有良好的电致变色性能。由于Ani和oPD单体之间的共聚作用，薄膜表现出不同于Ani均聚物的电化学特性。均聚PANI薄膜颜色随着电极电位的变化在蓝色．绿色．黄色间可逆地改变：常态

4、下PANI薄膜呈翠绿色，电位增至+0．6V时变为深蓝色，降至．0．2V时变为黄色。Ani／oPD共聚物薄膜表现出与PANI薄膜不同的电致变色特性。随着oPD摩尔投料份数的增加，常态下Ani／oPD共聚物薄膜颜色由翠绿(100／0)渐变成黄色(50／50)。在正电极电位下(+0．6V)共聚物薄膜由黄色渐变成深蓝色；而在．0．2V原位聚合沉积苯胺／邻苯二胺共聚物薄膜及其电致变色性能时黄色渐渐变浅，oPD摩尔投料份数越多，变化越明显，直至变为淡红色(50／50)。关键词：聚苯胺薄膜邻苯二胺共聚合分散聚合原位沉

5、积电致变色II青岛科技大学研究生学位论文PREPARATIONOFIN．SITUDIPOSITEDANILINE／o．PHENYLENEDIAMINECOPOLYMERFILMSANDITSELECTROCHROMICPROPERTIESABSTRACTAsoneofthemostimportantconductingpolymers，Polyaniline(PANI)hasmanyadvantages，includingeasypreparation，outstandingstabilityandgo

6、odelectricalconductivity．Toimproveitsperformanceinelectronicandopticalapplications，PANImainchainismodifiedwithaminosubstituentbyaniline／o-phenylenediamine(Ani／oPD)copolymerization．Inthisdissertation，temperaturecontrolprocessisexplored，andisprovedtobeeffe

7、ctivetopreparehighqualityAni／oPDcopolymerfilmsdirectlyonglassmatrixviain—situpolymerizationdepositionofaniline．Inthestudy,theeffectsofAni／oPDfeedratio，reactiontemperatureoncopolymerization，filmthickness，conductivityandcopolymercompositionarediscussed．Mor

8、eover,theelectronicpropertiesofin-situpolymerizedAni／oPDcopolymerfilmsarestudiedsystematically．ComparedwithpolymerizationofA11i，withtheincreasingofoPDfeedcontent，theintroduceperiodofAni／oPDcopolymerizationaregreatlyprolong