含苯胺低聚物侧链的导电共聚物的合成与性能研究.pdfVIP

维普资讯 第 2期 高 分 子 学 报 No．2 2005年 4月 ACTA POIYMERICA SINICA Apr．，2005 含苯胺低聚物侧链的导 电共聚物的合成与性能研究 刘四委 朱凯征 张 艺 祝亚j} 许家瑞 “ (中山大学化学与化学工程学院材料科学研究所 教育部聚合物复合材料与功能材料重点实验室 广州 510275) 摘 要 通过高分子反应合成 了含有不 同长度苯胺链段 的聚 甲基丙烯酸类接枝聚合物 ，研究结果发现 ，当苯 胺链段达到一定长度时，经质子酸掺杂后的聚合物具有一定的电导性，其 中，接枝苯胺八聚体的共聚物经质子 酸掺杂后其 电导率可 以达到 10～S／cm． 关键词 苯胺 ，苯胺低聚物 ，复合材料，掺杂 ，导 电聚合物 自1977年 Shirakawa、MacDiarmid和 Heeger… 1 实验部分 共 同发现了碘掺杂的聚乙炔薄膜在室温下的电导 率可达到金属导体 的数量级以来，导电高分子材 1．1 主要试剂与测试仪器 料便以其特殊的功能引起 了各 国科学家 的关注， 4．氨基．二苯胺 (98％，Acros)；苯肼 (95％，上 并在金属防腐、防静电等领域展现 了良好 的应用 海三爱思试剂有限公司)；六水合三氯化铁 (分析 前景 J．聚苯胺 以其较高的电导率和较好 的环境 纯 ，广州化学试剂厂)；偶氮二异丁腈 (分析纯 ，上 稳定性 ，以及原料易得 、合成方法简便等优点 ，已 海试剂四厂 ，两次重结晶后使用)；甲基丙烯酸 (化 成为当前主要研究的导电高分子材料之一 ．然而 ， 学纯，上海化学试剂公司，精制后使用)；甲基丙烯 此类本征型导电高分子普遍存在着加工困难及力 酸甲酯 (化学纯 ，上海化学试剂公司，精制后使 学性能差等缺点 ，阻碍 了它们 的实际应用 ．1986 用 )． 年 ，Wudl等 成功地合成并分离 出苯封端苯胺八 FTIR采用 Nicolet210傅立 叶变换红外光谱 聚体 ，发现它具有一定的电导率 ，表明导电性可以 仪 ，样品溶解后在单 晶硅片上成膜 ；H．NMR测试 在链段较短的苯胺低 聚物上实现 ．苯胺低 聚体既 采用 VarianFT．NMR(Inova．500)核磁共振波谱仪 ， 具有同聚苯胺相似的结构和 电化学性质 ，同时又 TMS为内标 ；UV．Vis测试用 VarioaCary100型紫 比聚苯胺更易于加工，是一类有应用价值 的导 电 外光谱仪 ；TGA测试采用 ShimadzuTGA．50H热重 高分子品种 ，因而成为导电高分子研究的一个新 分析仪 ；元素分析采用德 国ElementalVarioEL元 热点 ． 素分析仪 ；循 环伏 安 的测量采 用德 国 Zahner 另一方面 ，通常的填充 型高分子导电复合材 Elektfik 公 司 的 IM6E 型 ElectrochemicalWork． 料由于导电相和基体相间的热膨胀系数不 匹配 、 station，以铂片为对 电极 ，饱和甘汞 电极 (SCE)为 界面应力和界面粘结力等 因素而导致相分离 ，材 参比电极 ，铂微电极 ( =0．8mln)为工作 电极 ． 料的电导性能不稳定 ，影响其使用范围和寿命 ，也 1．2 样品合成 成为制约此类材料应用的关键 因素 ．本文通过合