聚噻吩类导电聚合物的研究进展

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1、聚囉吩类导电聚合物的研究进展姓名：丁泽班级:材化12-3学号：1209020302摘要心共觇聚合物被认为是很有发展前景的材料，因为它拥有独特的光电特性，可以被广泛的应用于太阳能电池(PSCs),电致变色器件,传感器，聚合物发光二极管(PLEDs)等各种领域。这些电活性与光活性聚合物通常是基于曝吩，毗咯，苯，茹或咔哩等芳环、芳杂环等单元的聚合物。在大量的电致变色材料中，喙吩类聚合物由于它们的高电子导电性和好的氧化还原特性，以及在可见与红外区域，快的响应时间，显著地稳定性和高的对比率而成为一类重要的电致变色共饥聚合物。更重要的是，通过聚合物链结

2、构改动，噬吩类聚合物拥有容易的禁带可调性，可展示不同的电致变色特性。关键词：氐共辄聚合物；电化学聚合；共聚；导电聚合物；一、导电聚合物简介1.1导电聚合物的分类导电高分子材料包括结构型导电高分子材料和复合型导电高分子材料两大类型。复合型导电高分子材料是将各种导电性物质以不同的方式和加工工艺（如分散聚合、层积复合、形成表面电膜等）填充到聚合物基体中而构成的。该类材料通常是填充高效导电粒子或导电纤维，较普及的是炭黑填充型和金属填充型。复合型导电高分子材料在技术上比结构型导电高分子材料具有更加成熟的优势。结构型（又称作本征型）导电聚合物是指聚合物

3、本身具有导电性或经掺杂处理后具有导电性的聚合物材料。这种高分子材料本身具有“固有”的导电性，由其结构提供载流子，一经掺杂，电导率可大幅度提高，甚至可达到金属的导电水平。如聚乙烘、聚毗咯、聚苯胺、聚曝吩、聚苯硫醴、聚对苯撑等均属于结构型导电高分子材料（如图1-1）［，］o结构型导电聚合物是目前导电聚合物研究领域的重点。HHHH/WWHHHH反式聚乙块(FA)图1・1常见共轨聚合物结构型导电聚合物根据其结构特征和导电机理的不同乂可进…步分为：1）载流子为口由电子的电子导电聚合物；2）载流子为能在聚合物分子间迁移的正负离子的离子导电聚合物；3）以

4、氧化还原反应为电了转移机理的氧化还原型导电聚合物。二、血共轨导电聚合物的结构特征和导电机理所谓兀-共轨导电高分子是指具有长链共饥7T键结构的聚合物经过化学或电化学掺杂后形成的导电材料。从结构上来说是主链上双键和单键交替的一类聚合物，这类聚合物的链上含有SP2杂化碳原子，有明显的离域心电了重叠，给自由电了提供了离域跃迁的条件⑵。导电高分子除了具有高分子长链结构外，还含有由“掺杂”而引起的对阴离子（p■型掺杂）或对阳离子（m型掺杂），所以，通常导电高分了是由高分了链与非键合的阴离了或阳离了共同组成的。导电聚合物属丁分子导电物质，因此导电聚合物的

5、导电机理不同丁金属和无机半导体。共轨聚合物与饱和聚合物相比，共觇聚合物能隙很小，电子亲和力较大，它们易与适当的电子受体或者电子给予体发生电荷转移，从而形成电荷转移络合物。现在一般认为导电聚合物的载流子是孤了(soliton)＞极化T(polaron)和双极化了(bipolaron),而不是通常金属中的自由电子、无机半导体中的电子和空穴。2」导电聚合物的性质与应用(1)覆盖很宽的电学性能由不同分子结构、不同制备方法得到的导电高分子的室温电导率可以在导体一半导体一绝缘体范围内(10・9〜105S/cm)变化。这种宽范围的电导率变化，可以分别满足

6、不同使用场合的不同需要。例如具有较高电导率的导电高分子可以应用在电磁屏蔽、防静电、分子导线等技术场合。具有半导体性能的导电高分子可用来制备有机二极管等。(2)可逆性的掺杂和脱掺杂过程可逆性的掺杂和脱掺杂过程，这是导电高分子独特的性能之一。这一特性使得导电高分子在控制纱物释放和可充放电池中的电极材料方面具有重要的作用。在掺杂/脱掺杂的过程中伴随着可逆的颜色变化，因此可以实现电致变色或光致变色。这不仅可用于光开关、信息存贮、显示器件，而且可用于军事目标的隐身伪装技术及节能玻璃窗的涂层等⑴。在导电高分了的氧化/还原过程中，同吋还伴随着掺杂离了的迁

7、入/迁出的变化，这种掺朵离子的进出往往会导致高分子体积的变化。在该过程中所产生的这种体积变化，可以用来制造人工肌肉，微执行器和交换膜等。因此，导电聚合物特殊的结构和优异的物理化学性能使它在能源、信息、光电子器件、化学和生物传感器、电磁屏蔽、分了导线和分了器件、电致变色、光致变色、隐身防伪技术、金属防腐及气体分离膜等领域具有广泛的应用前景。2.2聚曝吩及其衍生物的合成聚曝吩及其衍生物的合成大致经历了如下几个阶段：无取代聚曝吩的合成，直链烷基取代聚唾吩的合成（局部有序取代聚唾吩的合成和局部无序取代聚囉吩的合成），带有支链烷基取代聚曝吩的合成，杂

8、原子取代聚靡吩的合成，离子型取代聚曝吩的合成等⑶。高分子聚合物的合成方法可分为化学法和电化学法两大类⑷。两种方法的优缺点对聚曝吩及其衍生物的合成同样适用。其中最常用的方法是化学合