导电高分子材料探究及应用探究

《导电高分子材料探究及应用探究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、导电高分子材料探究及应用探究【摘要】主要介绍了聚乙烘、聚毗咯、聚嗟吩、聚苯胺、聚对笨乙烯撑这几类导电高分子在近年来的研究进展。综述了提高导电高分子的电导率，改善其溶解性及可加工性的方法，以及导电高分子在电子器件、电池、电磁屏蔽材料、导电橡胶、透明导电膜等方面的实际应用和将来的研究方向。【关键词】导电高分子；聚乙烘；聚苯胺；聚毗咯；聚嗟吩近年来，导电高分子的研究取得了较大的进展，科学家对其合成、结构、导电机理、性能、应用等方面经过多年的研究，已使其成为一门相对独立的学科。目前研究比较多的结构型导电高分子主要有聚乙烘、聚芳杂环化合物及其衍生

2、物、聚芳环和芳稠环化合物及其衍生物。1.导电高分子材料的研究进展1.1聚乙烘(PA)PA是研究最早、最系统，也是迄今为止实测电导率最高的电子聚合物。白川英树采用Ti(OBu)4/AIR3为催化剂，用纯的四氢咲喃及苯甲醞为溶剂，得到了球状或颗粒状的聚乙烘膜。Naarman采用对聚合催化剂进行高温陈化的方法，聚合物力学性质和稳定性有明显改善，高倍拉伸后具有很高的导电性。王佛松，钱人元等人用稀土Nb及烷基铝作催化剂，通过改变溶剂或添加剂的种类及稀土/烷基铝的比率获得了具有纤维状结构的聚乙烘薄膜，其电导率在10〜1000S/cmo曹領等用Ti(

3、OBu)4/AIR3为催化剂，用纯的四氢咲喃及苯甲瞇为溶剂，得到了球状或颗粒状的聚乙烘膜。王岱山等通过对Sh让akawa催化体系进行特殊处理，得到了高性能的聚乙烘膜。王佛松等通过增重法及红外电子自旋共振法研究了不同催化体系得到的聚乙烘的空气稳定性，清楚了聚乙烘中的共辄双键易与空气中的氧气发生反应生成疑基化合物，导致聚乙烘的共馳结构被破坏，降低其电导率。为了改善聚乙烘的导电溶解等性能，人们研究了各种取代聚乙烘，发现乙烘有取代基时,聚合物的电导率降低，但却大大改善了它的溶解性，取代聚乙烘大多数都是可溶的，且取代聚乙烘，尤其是含氟烘痊的稳定性

4、还比聚乙烘好。1.2聚芳杂环化合物及其衍生物1.2.1聚毗咯(Ppy)聚毗咯也是发现早并经过系统研究的导电聚合物之一。由于聚毗咯容易合成，导电率高，科研人员对其进行了广泛而深入的研究，并且逐渐向工业实际应用方向发展。但其有难溶难熔的缺陷，难以加工成型。王长松等采用毗咯单体在聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的乙酸乙酯溶液中，以三氯化铁作为氧化剂进行现场氧化聚合得到了复合聚毗咯2聚甲基丙烯酸甲酯，电导率高达3.05S/cm,而且该复合导电薄膜在空气中的稳定性极好。为了改善其溶解性，3位取代的聚毗咯衍生物引起了人们的广泛注意，这类聚毗咯衍生物有些

5、是可溶的。目前已经分别合成了聚(3-烷基毗咯)，聚(3-烷基喙吩毗咯)等。闫廷娟采用以丙烯酸甲酯，苯乙烯和丙烯酸为单体进行乳液聚合而合成新型p(BSA),以其为基体，交联后在低温下吸附毗咯蒸气同时进行氧化聚合，得到新型的聚毗咯导电复合薄膜，电导率可达220S/cmo在3位上引入带有双苯基聚毗咯，其可溶可熔，电导率为10-4〜10-3S/cmo研究表明，以过量的FeC13为氧化剂，氮甲烷为溶剂，合成聚(1-烷基-2,5亚甲基毗咯)，其电导率可达10-5〜10-6S/cm,这种聚合物在空气中稳定性好，成型加工性优良。1.2.2聚囉吩(PTi

6、)相对于其它几种导电高分子，聚囉吩类衍生物大多数具有可溶解、高电导率和高稳定性等特性。TenKwanyue等合成了一系列烷基取代聚嗟吩衍生物，掺杂前为深红色，掺杂后聚3-甲基廛吩和聚3-已基廛吩最高电导率达1〜5S/cmoShiJin以三氟化硼(BF3)-乙瞇(EE)和A1C13/CH3CN作为催化剂在低电位下进行电化学氧化聚合可以得到高导电性能的聚喙吩，其电导率可达到金属铝的电导率。用电解聚合法也可得到导电聚囈吩及其衍生物。在单体中引入取代基，聚合物电导率可达1000S/cm以上的较高指标。在嗟吩的3位上引入甲氧基，聚(3-甲氧基嗟吩

7、)的电导率为15S/cm,可溶于碳酸苯撑酯和二甲基亚飙中，并可浇注成膜。日本的小林等采用FeC13,化学氧化法使3-丙基磺酸钠嗟吩聚合，制得分子量10万、电导率为0.lS/cm的水溶性和自掺杂聚合物。另外，美国的Patilr则采用电解聚合法合成了侧链上具有丁基磺酸基的蓝色可溶性聚喙吩。若在聚喙吩的3,4位上引入环氧烷煙二餐基，可使聚合发生在2,5位上，这样的导电聚合物同时具有较好的导电性和稳定性，且具有电致变色。1.3聚芳环和芳稠环化合物1.3.1聚苯胺(PAn)MacDiarmid1983年发现聚苯胺(PAn)的导电性，聚苯胺很快成为

8、导电高分子研究的热点。因为聚苯胺良好的热稳定性和化学稳定性而成为当前研究最多的导电高分子之一。现在，已基本明确其化学、参杂反应、导电机理等重要问题。可溶性聚苯胺的合成可以说是导电高分子发展的一个里程碑。80