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1、ISSN1008-9446承德石油高等专科学校学报第5卷第3期,2003年9月CN13-1265öTEJournalofChengdePetrolecumCollegeVol.5,No.3,Sep.2003导电高分子材料的研究与应用现状X田乃林(承德石油高等专科学校教务处,河北承德067000)摘要:主要介绍了聚乙炔、聚吡咯、聚噻吩、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;聚乙炔,聚苯胺;聚吡咯
2、;聚噻吩;中图分类号:TB324文献标识码:A文章编号:100829446(2003)0320019204ResearchonConductivePolymerandItsApplicationTIANNai2lin(EducationalAdministration,ChengdePetroleumCollege,Chengde067000,China)Abstract:Thispaperdealswiththerecentresearchprocessofsuchconductivepolymersaspolyacetylene,polyaniline,polypyrrole,and
3、polythiophene,focusingonthemethodsofimprovingtheconductivity,thesolubilityandtheworkability.Also,theirapplicationandthefutureareintroducedhere.Keywords:conductivemacromoleculepolymer;polyacetylene;polyaniline;polypyrrole;polythiophene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[1～3]经过多年的研究,已使其成为
4、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炔、聚芳杂环化合物及其衍生物、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聚乙炔(PA)[4]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)4ö[5]AIR3为催化剂,用纯的四氢呋喃及苯甲醚为溶剂,得到了球状或颗粒状的聚乙炔膜。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[6]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ö烷基铝[7]的比率获得了具有纤维状结构的聚
5、乙炔薄膜,其电导率在10～1000Söcm。曹镛等用Ti(OBu)4öAIR3[8]为催化剂,用纯的四氢呋喃及苯甲醚为溶剂,得到了球状或颗粒状的聚乙炔膜。王岱山等通过对Shi2[4,5]rakawa催化体系进行特殊处理,得到了高性能的聚乙炔膜。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炔的空气稳定性,清楚了聚乙炔中的共轭双键易与空气中的氧气X收稿日期:2003207210作者简介:田乃林(19642),女,河北怀安人,承德石油高等专科学校教授,工学硕士,主要从事教学管理和油藏工程方面的研究。·20·承德石油高等专科学校学报2003年第5卷第3期[9]发生反应生成羰
6、基化合物,导致聚乙炔的共轭结构被破坏,降低其电导率。为了改善聚乙炔的导电溶[3]解等性能,人们研究了各种取代聚乙炔,发现乙炔有取代基时,聚合物的电导率降低,但却大大改善了[3][10]它的溶解性,取代聚乙炔大多数都是可溶的,且取代聚乙炔,尤其是含氟炔烃的稳定性还比聚乙炔好。1.2聚芳杂环化合物及其衍生物1.2.1聚吡咯(Ppy)聚吡咯也是发现早并经过系统研究的导电聚合物之一。由于聚吡咯容易合成,导电率高,科研人员[11]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[12]工成型。王长松等采用吡咯单体在聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的乙酸乙酯溶液中
7、,以三氯化铁作为氧化剂进行现场氧化聚合得到了复合聚吡咯2聚甲基丙烯酸甲酯,电导率高达3.05Söcm,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位取代的聚吡咯衍生物引起了人们的广泛注[13]意,这类聚吡咯衍生物有些是可溶的。目前已经分别合成了聚(32烷基吡咯),聚(32烷基噻吩吡咯)等。[14]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吡咯蒸气同时
