论文部分内容阅读
聚(3,4-乙烯二氧噻吩)(PEDOT)因其特有的高电导率、高稳定性和氧化态膜对可见光高透过率等优点成为最成功的导电聚合物之一。这些独特的光电特性使得PEDOT在抗静电涂层、固体电解电容器、印刷电路板通孔电镀、导电玻璃替代物、电致变色器件、有机太阳能电池、有机发光二极管以及传感器等领域均有广泛的应用。然而,共轭长链结构给本征聚PEDOT带来的不溶不熔这一缺陷严重制约了这些极具吸引力的应用。因此,大量的研究聚焦于开发易加工的PEDOT复合物。本文通过优化聚合工艺来提高PEDOT/PSS的电导率和探索新的聚合方法来改善PEDOT的加工性能。并将自制的PEDOT复合物用于抗静电涂层。本论文主要工作如下：(1)采用化学氧化法,以PSS为电荷平衡掺杂剂,制备了PEDOT/PSS水分散液。详细探讨了各聚合工艺参数对PEDOT/PSS性能的影响。结果表明,掺杂剂用量、氧化剂用量、溶液pH值和聚合反应温度等因素对PEDOT/PSS电导率均有显著的影响。得到最佳工艺条件为：10℃时,溶液pH=1.5, n(-SO3-)/n(EDOT)=1/1, n(K2S2O8)/n2(EDOT)=1.2/1,n(Fe3+)/n(EDOT)=0.00125/1。在此工艺条件下制备的PEDOT/PSS电导率高达73S/cm。(2)以PSS为乳化剂,采用乳液聚合制备了PSS-PBA软胶粒。然后以PSS-PBA软胶粒作为EDOT氧化聚合的电荷平衡掺杂剂制备了PEDOT/PSS-PBA。结果表明,随着PBA含量的增加PEDOT/PSS-PBA电导率逐渐降低而柔韧性逐渐增大。(3)在双子表面活性剂十二烷基二苯醚二磺酸钠(GS)的水溶液中,采用化学氧化聚合法制备了PEDOT/GS纳米粒子。详细研究了GS浓度、反应pH值以及氧化剂种类对PEDOT/GS纳米粒子的结构、表面形态和电导率的影响。结果表明,PEDOT/GS电导率和各种聚合条件密切相关,最高可达67S/cm。FE-SEM测试表明,在上述条件下制备的PEDOT/GS纳米粒子为无规粒状结构,粒径约为10-200nm。TGA测试表明PEDOT/GS在220。C以下具有良好的热稳定性。(4)采用自制的PEDOT/PSS和PEDOT/PSS-PBA作为导电组分配制得到抗静电涂料并应用于PET基材,并对涂膜外观、表面电阻、透光率、耐水洗性能和黏附性能进行测试表征。结果表明两种抗静电涂料涂膜的外观均光亮平滑,对可见光的透过率均高于85%,抗静电涂层的附着力均达到二级以上且具有良好的耐水洗性能,整理后的PET塑料基材表面电阻低于1O8(?)/sq,满足抗静电需求。