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聚3,4-乙撑二氧噻吩(PEDOT)的乳液聚合及其性能研究

江杰清  
【摘要】:导电聚合物自发现以来,由于它们具有许多独特的光、电、磁性能,在电极材料,防静电涂料、便携能源、显示设备等方面有十分重要的潜在应用。相比聚吡咯(PPY)、聚苯胺(PANI)等导电聚合物而言,聚噻吩(PTH)及其衍生物环境热稳定良好、易于制备、掺杂后拥有很高的电导性,因此拥有更广泛的用途。本文以PEDOT为研究对象,通过乳液聚合合成了一系列的PEDOT乳液,考察了制备的PEDOT乳液的稳定性,成膜性,导电性等性能,以期获得导电性能优异稳定的纳米PEDOT乳液。 本论文选取聚对苯乙烯磺酸钠(PSSNa)为表面活性剂和掺杂剂,FeCl36H2O(对甲基苯磺酸铁(Fe(OTs)3))为氧化剂和催化剂,K2S2O8为氧化剂,考察了乳化条件,催化剂用量,掺杂剂用量,氧化剂用量等反应条件对实验的影响。结果发现:乳化速度对乳液的导电性能和稳定性影响不大,但是高的乳化速度有利于获得粒径小的PEDOT乳液;催化剂用量对乳液的稳定性和反应速率有很大影响,催化剂用量过少时,反应速率太慢,用量过多时,会降低乳液的稳定性;PSSNa的用量对乳液的稳定性和导电性有一定影响,PSSNa用量减少会提高乳液的导电性能,但会降低乳液的离心稳定性,使用小分子樟脑磺酸和氨基磺酸进行共掺杂时能提高乳液的导电性,但也会降低乳液的稳定性;使用有机溶剂助乳化可将合成的PEDOT乳液的粒径降低至50nm以内,但是得到乳液无导电性能;双乳化聚合在一定程度上能提高乳液的导电性能,但制备的乳液稳定性较差。


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