聚(3,4-乙撐二氧噻吩)復(fù)合材料的制備、表征和性能研究.pdf

1、聚（3，4-乙撐二氧噻吩）(PEDOT)由于具有較高的電導(dǎo)率、較好的環(huán)境穩(wěn)定性、無毒的優(yōu)勢和薄膜對可見光的高透過率而成為目前研究最深入、應(yīng)用最廣泛的導(dǎo)電聚合物之一。并在抗靜電涂層、導(dǎo)電薄膜、超級電容器、電致變色器件、有機(jī)發(fā)光二極管、有機(jī)太陽能電池、電磁屏蔽材料以及噴墨印刷等領(lǐng)域展示有廣闊的應(yīng)用前景。但本征態(tài)PEDOT特殊的共軛長鏈結(jié)構(gòu)導(dǎo)致其不溶于任何溶劑，也不能熔融，因而不能對其進(jìn)行有效的加工，改善PEDOT的加工及應(yīng)用性能成為導(dǎo)電聚合

2、物領(lǐng)域重要且極具意義的研究。因此，本課題提出探索新的聚合體系來改善PEDOT的加工及應(yīng)用性能，主要工作如下:
　　一、在水性介質(zhì)中，利用可再生資源——木質(zhì)素磺酸鈉(LGS)作為摻雜劑和軟模板，以過硫酸銨(APS)作為氧化劑，采用化學(xué)氧化聚合法制備在水溶液體系中穩(wěn)定分散的PEDOT/LGS復(fù)合材料，通過傅里葉紅外光譜儀(FTIR)、雙光束紫外-可見吸收光譜儀（UV-Vis）、熱重分析儀(TGA)、場發(fā)射掃描電子顯微鏡(SEM)以及四

3、探針電導(dǎo)率測試儀對復(fù)合材料的性能進(jìn)行相關(guān)測試和表征。結(jié)果表明，本方法制備出的PEDOT/LGS復(fù)合材料具有分散穩(wěn)定性良好、室溫電導(dǎo)率較高等優(yōu)點(diǎn)，并且呈現(xiàn)管狀或纖維狀的微觀構(gòu)型，在木質(zhì)素磺酸鈉與EDOT單體的質(zhì)量比為1.5/1時，室溫電導(dǎo)率達(dá)到1.15×10-3S/cm。
　　二、以室溫電導(dǎo)率和水性分散液沉降高度為試驗(yàn)指標(biāo)，采用正交試驗(yàn)法對上述木質(zhì)素磺酸鈉摻雜聚（3，4-乙撐二氧噻吩）復(fù)合材料的制備工藝進(jìn)行了優(yōu)化。結(jié)果表明，摻雜劑用

4、量、氧化劑用量、聚合反應(yīng)溫度和溶液pH值等因素對PEDOT/LGS復(fù)合材料的電導(dǎo)率均有一定的影響，其最佳工藝條件為:m(LGS)/m(EDOT)=2.0/1，n(APS)/n(EDOT)=1.2/1，反應(yīng)溫度為0℃，溶液pH為1.0，在最佳工藝條件下制備的PEDOT/LGS復(fù)合材料分散穩(wěn)定性良好，室溫電導(dǎo)率可達(dá)1.71×10-2S/cm。
　　三、利用高分子表面活性劑——木質(zhì)素磺酸鈉，借助自組裝的方法對多壁碳納米管(MWNTs)進(jìn)

5、行表面修飾，獲得穩(wěn)定分散的多壁碳納米管分散液，并采用原位化學(xué)氧化聚合法，制備綜合性能優(yōu)良的PEDOT/MWNTs復(fù)合材料，通過場發(fā)射掃描電子顯微鏡(SEM)、四探針電導(dǎo)率測試儀對復(fù)合材料的性能進(jìn)行相關(guān)測試和表征。結(jié)果表明，多壁碳納米管用量、氧化劑用量、聚合反應(yīng)溫度以及溶液pH值等聚合反應(yīng)工藝條件均會影響PEDOT/MWNTs復(fù)合材料的導(dǎo)電性能，其最佳工藝條件為:m(MWNTs)/m(EDOT)=2.0/1，n(APS)/n(EDOT)=