导电呋喃—吡咯共聚物膜的制备与性能研究

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导电聚合物是20世纪70年代发展起来的一个崭新的研究领域,其在能源、光电子器件、传感器、分子导线和分子器件等方面都有诱人的应用前景。与其他五元杂环聚合物,如聚吡咯、聚噻吩相比,聚呋喃研究并没有引起人们的关注。这主要是因为人们无法通过传统的化学聚合法、电化学聚合法获得具有良好共轭结构、较高导电率的聚呋喃化合物。并且因为呋喃本身高的氧化电势,使其难于通过共聚等方法对其改性。本研究采用新的合成路线,通过糠醛、毗咯间的羟甲基化反应实现了共聚,制备得到了具有良好导电性能和机械性能的呋喃-吡咯共聚物膜。我们通过FT-IR、UV-vis等考察了反应条件、共聚组分的变化对共聚物性能的影响;通过FT-IR、TG等考察了共聚物的稳定性;通过FT-IR、UV-vis等考察了碘掺杂过程对聚合物结构、导电率等的影响;通过拉伸实验等考察了共聚物膜的机械性能。我们并对反应机理、导电机理进行了分析和讨论。实验证明,此合成方法可以有效的实现呋喃-吡咯间的共聚,并且能够避免聚合过程中呋喃的开环,提高生成聚合物的共轭性。制备得到的呋喃-吡咯共聚物膜具有良好的环境稳定性和热稳定性、较高的导电率(1.011×10-3 S·cm-1)和良好的机械性能(拉伸断裂强度为10.2 MPa,杨氏模量为333.6 MPa)。
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