以不同界面活性剂行苯胺的乳化聚合.PPT

PAn 膜之電壓-電流曲線 An 膜之表面電阻、薄膜厚度、電阻係數與導電度值 實驗數據-系統(一)之導電度 PAn 膜之電壓-電流曲線 PAn 膜之表面電阻、薄膜厚度、電阻係數與導電度值 實驗數據-系統(二)之導電度 實驗數據-系統(一)與系統(二)之導電度比較i 系統(一)：1.1 ×10-4 ~ 7.1 ×10-4 ( S/cm) 系統(二)：6.5 ×10-4 ~ 2.0 ×10-3 ( S/cm) 將導電度對聚苯胺含量做圖可得一線性關係，，因聚苯胺乳膠之導電度主要取決於聚苯胺，當聚苯胺量愈多故導電度愈好。 關於系統（一）與系統（三）的比較，系統（三）的導電度明顯大於系統（一），並隨聚苯胺含量增加而越大。 實驗數據-系統(一)與系統(二)之導電度比較ii 在加入HCl（質子酸）後可讓聚苯胺更容易被摻雜，不必與P4VP 來競爭MSA。由於聚苯胺較少與P4VP 競爭MSA，使得P4VP(MSA) micell 較穩定，其離子性也較好，而對於整個PAn 乳膠導電度有一定的幫助。 含量20wt%的PAn 乳膠卻只有10-2 S/cm的導電度，因 PAn 乳膠為一核殼乳膠，核心部分的PAn 被核殼部分的P4VP(MSA)包圍，而隔絕PAn 相互間的接觸，而降低導電度。 結論 本實驗成功地以乳化聚合的方法製備出不同成分的 PAn/P4VP(MSA)，最大能達到20wt%的PAn 含量；最高的PAn膜導電度約 10-2 S/cm。 加入質子酸 HCl反應不但提高聚苯胺含量，也明顯地提高導電度。 不同成分之 PAn 乳膠大小與導電度皆隨著PAn 含量的增加而提高，且呈一線性關係。 PAn/P4VP(MSA)乳膠皆為核殼乳膠，其核心部分為PAn，核殼部分為P4VP(MSA) 。 參考資料 國立中山大學材料科學研究所 碩士論文 「以不同界面活性劑行苯胺的乳化聚合」 THE END 謝謝聆聽 課程：材料分析 任課老師：蔡明雄教授 班級：化材三甲 學號姓名：張晉慈 以不同界面活性劑進行聚苯胺之乳化聚合 目錄 前言 藥品簡介 研究目的 實驗流程圖 結果與討論 實驗數據分析 結論 參考資料 前言 一般有機高分子大多為絕緣體，其原因在於碳氫化合物所組成的共價單鍵長鏈分子並不具備可自由移動的電荷，但共軛導電性高分子具本質（intrinsic）導電性，有別於一般摻入金屬粉或導電級碳黑的高分子複合體，其主要特徵在於高分子主鏈是由交替的單鍵-雙鍵共軛鍵結（conjugated bonding）而成，在經過摻雜（doping）處理後，可大幅提升導電度至半導體甚至導體的程度，此類高分子我們總稱為導電性高分子（conducting polymers）。 藥品簡介-聚苯胺 單體價格低廉，合成方法簡易。 對空氣及水氣的穩定性最佳。 除了可經由氧化還原狀態調控其導電度之外，亦能經由質子酸摻雜（不涉及電子得失）來調控其導電度，所以具有相當大的應用潛力。 聚苯胺單體結構 藥品簡介-P4VP(MSA) 以聚啶乙烯（ poly(4- vinyl pyridine)；P4VP ）與甲基磺酸（methanesulfonic acid；MSA）合成出P4VP(MSA)，其P4VP(MSA)具有(1)具有微導電度（σ=10-5~10-6 S/cm），有助於聚苯胺的導電性，(2)除了具有界面活性劑性質外，也具有摻雜劑的功能。 P4VP與MSA之反應式 P4VP 及P4VP(MSA)之FTIR 光譜 P4VP 及P4VP(MSA)在900~1800cm-1 之FTIR 光譜 研究目的 由於聚苯胺在以酸摻雜後，具有合理的導電度（σ=10~102 S/cm）及環境穩定性，使它成為一個非常重要的導電性高分子，但其主鏈剛硬，使其溶解、加工及機械性質並不理想，限制其研究與應用範圍。 使用界面活性劑（surfactant）反應時，可防止聚苯胺在形成過程中過早之凝結及沈澱，一般研究使用中性、小分子界面活性劑，而本研究將使用離子性高分子界面活性劑（P4VP(MSA)）來進行苯胺的乳化聚合，以解決聚苯胺之凝結及沈澱。 研究目的-系統簡介 P4VP(MSA)乳化系統（一） ：單以P4VP(MSA)做為界面活性劑在不加酸的環境下反應，故P4VP(MSA)也同時做為摻雜劑。 P4VP(MSA) + HCl乳化系統（二） ：相對於系統（一）加入HCl做為摻雜劑，來探討其反應結果，並與系統（一）做比較。 研究目的-研究架構圖 乳化系統： (一)P4VP(MSA) (二) P4VP(MSA)+HCl TEM： 觀察乳膠型態 聚苯胺乳膠： P4VP(MSA) 四點探針法： 測量導電度 FTIR分析 製備TEM銅網 製備PAn膜 實驗流程圖 P4VP(MSA) P4VP(MSA)