聚3,4-乙烯二氧噻吩/聚苯胺复合材料的制备与性能

以过硫酸铵(APS)和FeCl3为复合氧化剂,采用原位化学氧化聚合法合成了导电聚3,4-乙烯二氧噻吩/聚苯胺(PEDOT/PANI)复合材料,研究了苯胺浓度及加入时间、复合氧化剂配比和复合乳化剂配比对复合材料性能的影响,并对复合材料进行了分析. 结果表明,PEDOT/PANI复合材料合成的较佳工艺条件为：3,4-乙烯二氧噻(EDOT) 0.6 mol/L、复合氧化剂 0.6 mol/L(FeCl3:APS=1:2, mol)、复合乳化剂 0.4 mol/L(SDBS:CTAB=2:3, mol)、复合掺杂剂1.2 mol/L(H2SO4:SSA=4:1, mol)及苯胺0.8 mol/L, EDOT聚合2 h后加入苯胺溶液继续反应8 h. 复合材料的导电性、结晶性和热稳定性比纯导电聚合物好.     

以低分子量聚乙烯基苯磺酸钠为模板的聚3,4-二氧乙烯噻吩水分散体的制备及性能

通过RAFT聚合,制备了低分子量的聚乙烯基苯磺酸钠(PSS);其次以低分子量的聚乙烯基苯磺酸钠为模板制备了聚3,4-二氧乙烯噻吩(PEDOT):聚乙烯基苯磺酸钠(PSS)水分散体,研究了作为模板的聚乙烯基苯磺酸钠的不同分子量对PEDOT:PSS水分散体结构和性能的影响。结果显示:通过核磁氢谱(1H NMR)表征,证明成功制备了分子量为3900,4900,9600和18300的聚乙烯基苯磺酸钠。用荧光探针法发现低分子量PSS在水中能形成胶束,临界胶束浓度在10~(-6) g·ml~(-1)左右。用四探针表面电阻测试发现,低分子量PSS为模板可明显提高PEDOT薄膜的导电性,最大提高了近3倍。用紫外可见分光光度计(UV)研究发现,以低分子量PSS为模板使PEDOT的透明性有一定的下降,这主要是由于RAFT试剂部分和PEDOT:PSS的相分离造成的。热稳定性的测试表明,低分子量PSS为模板对PEDOT的热稳定性没有明显的影响。     

3,4-乙撑二氧噻吩的合成研究

通过3,4-二溴噻吩与甲醇钠反应合成了中间体3,4-二甲氧基噻吩,再将3,4-二甲氧基噻吩与乙二醇于甲苯中反应,得到标题化合物,总收率为45%.     

聚3,4-乙烯二氧噻吩聚苯乙烯磺酸复合LB膜对有机电致发光器件性能的优化

采用Langmuir-Blodgett(LB)膜诱导沉积法制备聚3,4-乙烯二氧噻吩高度有序导电聚合物复合薄膜,研究了薄膜的导电性能并进一步研究薄膜在改善器件性能方面的作用。将其应用于有机电致发光二极的空穴缓冲层,将聚3,4-乙烯二氧噻吩聚苯乙烯磺酸复合LB膜沉积于铟锡氧化物(ITO)电极上,制备了以复合LB膜为空穴缓冲层的有机电致发光二极。发现复合LB膜改善了器件性能(启动电压降低、最大亮度增加),但进一步的研究表明,LB膜器件在一定时间后出现性能劣化,X射线反射率(XRR)分析表明薄膜的结构发生一定程度的改变,是导致器件性能变差的可能原因。     

以核壳型聚乙烯基苯磺酸钠/聚丙烯酸丁酯为模板的聚3,4-二氧乙烯噻吩水分散体的制备及性能

通过无皂乳液聚合,制备了以聚丙烯酸丁酯(PBA)为核,聚乙烯基苯磺酸钠(PSSNa)为壳的核壳型聚乙烯基苯磺酸钠/聚丙烯酸丁酯(PSSNa/PBA),并以此为模板制备了核壳型聚3,4-二氧乙烯噻吩(PEDOT)水分散体,研究了核壳型模板对PEDOT水分散体结构和性能的影响。结果显示:通过透射电镜(TEM)表征,证明成功制备了核壳型模板PSSNa/PBA和具有核壳结构的聚3,4-二氧乙烯噻吩:聚乙烯基苯磺酸钠/聚丙烯酸丁酯(PEDOT:PSSNa/PBA)水分散体。聚合动力学研究表明,以核壳型PSSNa/PBA为模板时,EDOT的聚合速率加快。表面方块电阻测试表明,较PEDOT:PSSNa薄膜,PEDOT:PSSNa/PBA薄膜的方块电阻降低近16倍,说明核壳结构的模板可改善PEDOT薄膜的导电性。     

导电聚合物单体3，4-乙烯二氧噻吩的合成

以硫代二甘酸为起始原料,经过五步反应得到产物3,4-乙烯二氧噻吩（EDOT）,过程如下：首先在浓硫酸催化条件下,硫代二甘酸与甲醇酯化生成硫代二甘酸二甲酯,产率为93．2％;产物进而与草酸二乙酯反应后得到3,4-二羟基噻吩-2,5-二甲酸二甲酯,产率为92．0％;然后经O-烷基化反应,反应中加入四丁基溴化铵作为相转移催化剂,得到3,4-乙烯二氧噻吩-2,5-二羧酸二甲酯,再经水解得到3,4-乙烯二氧噻吩-2,5-二甲酸;在DMSO为溶剂、氮气保护条件下,3,4-乙烯二氧噻吩-2,5-二甲酸在碱式碳酸铜催化作用下脱去两分子C02得到终产物EDOT。本方法中间产物及终产物的结构经由IR证实,并经过GC含量分析,总收率为34．6％。     

用聚3,4-乙撑二氧噻吩对聚丙烯腈进行导电改性的研究

采用原位化学氧化聚合方法在聚丙烯腈纤维表面生成聚3,4-乙撑二氧噻吩,制备得到纤维表面均匀覆盖聚3,4-乙撑二氧噻吩的改性导电纤维,其电导率约为1×10-3S/cm。纤维表面与导电聚合物的相互作用改善了原纤维的耐热性能,并对其力学性能没有造成伤害。     

辛基-[ω-烷氧基-聚(氧乙烯)]基-苯磺酸钠的合成及表面活性

以正辛酸、苯酚、多缩乙二醇和溴代烷烃为原料,经酰化、酯化、Fries重排、催化加氢、威廉逊醚化及磺化等反应,合成了8种辛基-[ω-烷氧基-聚(氧乙烯)]基-苯磺酸钠表面活性剂。经红外、核磁和电喷雾质谱对产物进行了结构鉴定。用W ilhelmy法测定了该系列表面活性剂的表面张力。结果表明,合成的辛基-[ω-烷氧基-聚(氧乙烯)]基-苯磺酸钠结构明确,具有良好的表面活性,水溶液中CMC达到10-5mol/L数量级,γCMC最低达25.79mN/m;固定烷基碳数,随着EO数的增加,CMC和γCMC先降低后升高,当EO数为4时,增加烷基碳数,CMC显著降低,γCMC减小。     

基于N-2-氰乙基吡咯/3,4-乙烯二氧噻吩的电致变色共聚物的制备及性能

以N-2-氰乙基吡咯（CNPy）和3,4-乙烯二氧噻吩（EDOT）为原料,通过电化学氧化聚合法制备导电聚合物P(CNPy-co-EDOT)膜,采用FTIR、SEM、电化学工作站、UV-Vis等对P(CNPy-co-EDOT)膜的结构组成、微观形貌、电化学行为以及光学吸收性能等进行表征,利用光谱电化学方法,探究n(CNPy)∶n(EDOT)对制备的P(CNPy-co-EDOT)膜的电致变色转换和开路稳定性等性能的影响。结果表明,共聚单体EDOT的引入能够显著提高单体CNPy的电聚合成膜能力,形成具有电化学氧化还原活性和光学吸收特性的P(CNPy-co-EDOT)膜;P(CNPy-co-EDOT)膜具有较低的禁带宽度（1.70~2.32 eV）和利于电解质离子传输的多孔状颗粒堆积结构;n(CNPy)∶n(EDOT)＝3∶7制备的P(CNPy3-co-EDOT7)膜具有显著的多色电致变色特性,在不同电压下,呈现出黄褐色（-0.8 V）、草绿色（0.4 V）到蓝色（1.0 V）的丰富颜色变化;P(CNPy3-co-EDOT7)膜的光学对比度为35.7%,响应时间为0.76 s,着色效率为219.6 cm2/C;P(CNPy3-co-EDOT7)膜在氧化态和还原态的透过率几乎没有变化,能维持原来的色泽,不会出现显著的褪色现象,显示出优异的光存储性能。     

聚(3,4-乙撑二氧噻吩)/木质素磺酸核壳粒子的制备工艺优化

以过硫酸钠为氧化剂,在木质素磺酸(LS)水溶液中通过化学氧化法聚合3,4-乙撑二氧噻吩(PEDOT),制备聚(3,4-乙撑二氧噻吩)/木质素磺酸(PEDOT/LS)水分散液。研究了木质素磺酸用量、氧化剂添加量、p H值、固含量和反应温度对产物PEDOT/LS的粒径及导电性的影响。实验得出较佳的反应条件是:木质素磺酸与EDOT单体质量比为2.0~2.5:1,氧化剂与EDOT摩尔比为1.3:1,反应体系p H值约1.5,固含量在1.8%~2.5%,反应温度10~20℃。用PEDOT/LS配制得到的涂层,表面电阻小于108??sq?1,光滑透明且附着力达到二级,满足抗静电剂的要求。     

PEDOT∶PSS的合成及二次掺杂对其导电性的影响

摘要：为改善聚(3,4-亚乙基二氧噻吩)(PEDOT)不溶不熔的特点,用聚苯乙烯磺酸(PSS)作为掺杂剂采用化学氧化法制备了PEDOT∶PSS复合材料。研究表明,当PEDOT∶PSS质量比=1∶3时,复合材料的溶解性最佳。在此基础上分别研究了硫酸、甲酸、乙酸作为二次掺杂剂对复合材料导电性能的影响。结果表明,二次酸掺杂的PEDOT∶PSS电导率较PEDOT∶PSS复合材料均有明显的提高,且硫酸掺杂效果远优于甲酸、乙酸,且硫酸的浓度达到8 mol/L时,PEDOT∶PSS复合材料的电导率可高达4.22 S/cm。     

浓乳液模板法制备导电聚苯乙烯泡沫材料

以两亲性导电聚合物聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙磺酸（PEDOT/PSS）作为表面活性剂,碳纳米管为导电填料,通过浓乳液模板法制备了聚苯乙烯导电泡沫复合材料（PS-MWCNTs）。用扫描电镜观察了不同碳纳米管负载量对材料泡孔形貌的影响,并通过导电性能测试研究了材料的电导率随碳纳米管及导电表面活性剂含量的变化规律。结果表明,填料负载量可以影响泡沫材料的泡孔形态与导电性能,并且具有表面活性剂性能的导电聚合物的引入大大提高了PS-MWCNTs泡沫材料的导电性。     

Interaction of sodium dodecyl sulfate with polyelectrolyte complex from diazoresin and poly(sodium styrene sulfonate) in aqueous solution

Polyelectrolyte complex diazoresin–poly(sodium styrene sulfonate) (DR–PSS) from diazoresin (DR) as cationic polyelctrolyte and poly(sodium styrene sulfonate) (PSS) as anionic polyelectrolyte does not dissolve in water or organic solvent because of its electrostatic crosslinking structure. It was found that the complex dissolves considerably aqueous solution of sodium dodecyl sulfate (SDS) and confirmed that the DR–PSS—SDS system possesses extraordinary thermostability as well as high photosensitivity and can be used directly to produce a photoimaging coating. © 1998 John Wiley & Sons, Inc. J Appl Polym Sci 70: 1817–1821, 1998     

Ultrafine nano-colloid of polyaniline

We report a synthesis of polyaniline (PANI) suspension of particles with size of about 2-3 nm. This nano-colloid was obtained by aniline oxidative polymerization in dilute and semi-dilute solutions of sodium poly(styrene sulfonate) (PSSNa) with molecular weight equal to 6800 g/mol or higher. The ionic strength of the solution was about 1×10⁻² mol/l, which corresponds to aniline (and, respectively, PANI) concentration lower than 4.6×10⁻² mol/l in 5 M solution of formic acid. To the best of our knowledge, it is the first communication dealing with preparation of particles with a molecular scale dimensions, using a rigid backbone polymer with a very strong intermolecular interactions. Important modification of the electronic properties of such dispersed PANI, compared to those of the well-known bulk PANI, was observed.     

低相对分子质量聚丙烯酸钠的合成研究

以过硫酸铵-亚硫酸氢钠为氧化还原引发体系、亚硫酸氢钠同时作链转移剂合成低相对分子质量的聚丙烯酸钠。研究了单体、引发剂及连转移剂的用量、反应温度和反应时间等对产物相对分子质量的影响。结果表明反应温度为75℃、单体用量25%～30%(质量分数,下同)、引发剂用量0.40%～0.60%、链转移剂用量4.0%～5.0%、反应时间6.0h时,可制得聚丙烯酸钠的粘均相对分子质量在2000～3000之间,单体转化率为95%以上。     

高导电PEDOT/PSS复合材料改性研究进展

摘要：从聚苯乙烯磺酸盐(PSS)掺杂优化、溶剂再掺杂改性(无机酸、有机试剂、离子液体)、纳米材料改性(碳纳米管、石墨烯、贵金属纳米粒子)和溶剂掺杂与纳米材料复合改性等方面综述聚(3,4-亚乙基二氧噻吩) (PEDOT)/PSS复合材料的改性研究进展,详细介绍各自的改性机理和相对优势。最后展望了高导电PEDOT/PSS复合材料的发展趋势和改进方向。     

Synthesis and electrochemical capacitance of core-shell poly (3,4-ethylenedioxythiophene)/poly (sodium 4-styrenesulfonate)-modified multiwalled carbon nanotube nanocomposites

A noncovalent method was used to functionalize multiwalled carbon nanotubes with poly (sodium 4-styrene sulfonate). And then, the core-shell poly (3,4-ethylenedioxythiophene)/functionalized multiwalled carbon nanotubes (PEDOT/PSS-CNTs) nanocomposite was successfully realized via in situ polymerization under the hydrothermal condition. In the process, PSS served for not only solubilizing and dispersing CNTs well into an aqueous solution, but also tethering EDOT monomer onto the surface of CNTs to facilitate the formation of a uniform PEDOT coating. Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) and transmission electron microscopy (TEM) were used to characterize the resultant PEDOT/PSS-CNTs. In addition, the PEDOT/PSS-CNTs nanocomposite (50 wt.% PEDOT) had a specific capacitance (SC) of 198.2 F g⁻¹ at a current density of 0.5 A g⁻¹ and a capacitance degradation of 26.9% after 2000 cycles, much better than those of pristine PEDOT and PEDOT/CNTs (50 wt.% PEDOT). The enhanced electrochemical performance of the PEDOT/PSS-CNTs nanocomposite (50 wt.% PEDOT) should be attributed to the high uniform system of the nanocomposite, resulting in the large surface easily contacted by abundant electrolyte ions through the three-dimensional conducting matrix.