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?單體3,4-乙撐二氧噻吩(EDOT)的合成情況
合成法產(chǎn)率低,成本高。改進(jìn)或找到一種新的合成方法以提高EDOT的產(chǎn)率、降低生產(chǎn)成本是當(dāng)前科研工作者的主要任務(wù)。筆者在合成EDOT的過程中對(duì)該方法進(jìn)行了一些改進(jìn),如引入相轉(zhuǎn)移催化劑和沸石分子篩,提高了EDOT的產(chǎn)率。
前一制備單體EDOT的方法為傳統(tǒng)意義上的”五步合成法”,也是多年來報(bào)道過的唯y方法。該法從工業(yè)角度考慮有幾大缺點(diǎn),比如需要強(qiáng)堿、高溫,存在致a物質(zhì)(1、2一二xyw)等。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),向PEDOT∶PSS中摻入極性溶劑二甲j亞砜(DMSO)明顯提高了薄膜的電導(dǎo)率,摻雜后的電導(dǎo)率最d值達(dá)到1。2004年4月瑞典科學(xué)家Fredrik von Kieseritzky等提出一種x且有效制備EDOT的方法。
該法通過2,3-二甲y基-1,3-丁二烯在正己烷溶劑中、于5~C的條件下與SC1:反應(yīng)制成3,4-二甲y基s吩,然后用對(duì)甲bh酸作催化劑與乙二醇反應(yīng)制得EDOT。該法原料價(jià)廉易得、合成簡(jiǎn)單、條件溫和、產(chǎn)率高(60%),非常適合于工業(yè)化生產(chǎn)。2)與PSSH溶液混合,在混合溶液中加入堿(包括氫y化鉀,氫y化鈉,氫氧化鈣,氫y化鋇),攪拌得到藍(lán)色的混合液。這一關(guān)鍵技術(shù)的突破將極大促進(jìn)f吩類導(dǎo)電聚合物的發(fā)展。
電化學(xué)聚合法
電化學(xué)聚合亦可簡(jiǎn)稱為電解聚合、電聚合或電引發(fā)聚合,是指在有適當(dāng)電解液的電解池里,按一定的電化學(xué)方式進(jìn)行電解,使單體在電極上發(fā)生聚合反應(yīng)??珊铣筛鞣N導(dǎo)電性聚合物并制備各種結(jié)構(gòu)、性質(zhì)不同的功能膜,還可在單體聚合的同時(shí)進(jìn)行摻雜。
電化學(xué)聚合法裝置簡(jiǎn)單、條件易于控制,聚合物膜厚可控、均勻且再現(xiàn)性高,可以通過控制聚合時(shí)電流的大小和通電時(shí)間來制備比表面積大、厚度和結(jié)構(gòu)可控且多樣的薄膜對(duì)電極。而且制備的PEDOT薄膜結(jié)構(gòu)規(guī)整、電導(dǎo)率高,同時(shí)薄膜與電極的粘結(jié)力較強(qiáng)。各種涂層配方均在不同濕膜厚度和表面電阻率的條件下,針對(duì)諸如A-PET、PET、聚碳酸酯、玻璃等具體基材經(jīng)過優(yōu)化處理。但電化學(xué)聚合法要求基材具有導(dǎo)電性,制作的PEDOT電,且脆而硬,無法進(jìn)行大尺寸薄膜制備。
?化學(xué)氧化聚合法
化學(xué)氧化聚合法,以過硫酸銨為氧化劑,質(zhì)子酸為摻雜劑合成了聚乙烯二氧s吩(PEDOT)導(dǎo)電聚合物,研究了摻雜劑種類、聚合溫度以及試劑比例對(duì)聚合速率及電導(dǎo)率的影響。研究結(jié)果表明:鹽酸、冰醋酸及樟腦磺酸摻雜后能顯著提高聚合物的電導(dǎo)率,其中樟腦磺酸摻雜后的電導(dǎo)率g;用途說明光電材料高分子導(dǎo)電化合物,用作電極材料,抗靜電劑,光電轉(zhuǎn)化材料等。質(zhì)子酸摻雜和升高聚合溫度可以明顯加快聚合速率;當(dāng)單體與氧化劑的摩爾比為1:1時(shí)聚合物的電導(dǎo)率g。
PEDOT:PSS的應(yīng)用領(lǐng)域:化學(xué)生物傳感器
PEDOT/PSS復(fù)合材料作為傳感材料具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定可逆,電化學(xué)活性好,生物兼容性好,且能與不同制備方法相結(jié)合,與不同材料共聚復(fù)合等優(yōu)點(diǎn)。
PEDOT:PSS的應(yīng)用領(lǐng)域:防腐涂層
PEDOT/PSS涂層結(jié)合了導(dǎo)電性、環(huán)境穩(wěn)定性及可逆的氧化還原特性等物理化學(xué)性能,能夠使金屬表面發(fā)生活性鈍化,催化生成致密氧化鈍化膜,有效屏蔽腐蝕介質(zhì),避免與金屬基體的進(jìn)一步接觸。
PEDOT:PSS涂層具有導(dǎo)電性強(qiáng)、成膜質(zhì)量好、透明度好、光學(xué)對(duì)比度高、穩(wěn)定性高、附著力強(qiáng)、膜顏色易變、循環(huán)和耐久性好等優(yōu)點(diǎn),一直是本征型導(dǎo)電涂料領(lǐng)域的研究核心,相信隨著社會(huì)要求的不斷提高以及研究的不斷深入,其應(yīng)用領(lǐng)域也將不斷拓展。