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本征态的聚苯胺作为导电高分子来研究不过三四十年的历史,由于其具有较高的电导率和较好的环境稳定性等一系列的优点已引起广大学者的深入研究,目前已被广泛应用于诸多领域。
本论文首先通过高分子反应成功的把苯胺低聚物四、八聚体接枝到聚丙烯酸类聚合物主链上,验证并证实了苯胺低聚物需要四个完整的共轭链段才能进行掺杂形成掺杂态并具有一定的电导率。另一方面,所合成的这种接枝聚合物其主链为加工性能良好的通用高分子,侧链为具有导电功能的高分子,可视为“真正的分子复合材料”。而传统填充型导电复合材料一般都不可避免的存在一些问题,比如两相热膨胀系数不匹配、界面应力和界面粘结不易控制等,导致材料出现相分离、组分渗出以及流失,严重影响材料的使用范围和寿命,且材料制作的可重复性较差。我们所制备的这类接枝聚合物体系可望为解决聚苯胺加工困难以及填充型导电高分子复合材料电性能不稳定的问题提供了一条新的研究思路和途径。
为了达到精确控制这类导电聚合物的结构并能够精细调节其电导率,我们采用合理的合成方法,通过分子设计,首先合成出含有完整四个共轭链长的苯胺低聚物的可自由基聚合烯烃单体,苯胺低聚物中的亚胺基团均被BOC(特丁氧基羰基)保护,消除亚胺基团的自由基阻聚作用。所得均聚物经质子酸掺杂后所测电导率为10<-4>S/cm。由于在该聚合物中同时含有刚性、柔性两种性质截然不同的链段,主、侧链可能发生了微相分离,在微观上进行自组织,形成有序的微观结构。聚苯胺极其低聚物的液晶性一般是通过采用具有空间位阻的大分子掺杂剂或取代苯胺来实现,我们采用具有优异电活性的苯胺低聚物与聚酰亚胺通过溶液缩聚的方法获得了一种新型的具有电活性的液晶聚合物,其液晶性不需额外掺杂剂,主要依靠酰亚胺和烷烃链之间的刚性、柔性链段作用来实现。
采用改进的界面聚合方法,以聚丙烯酸为诱导剂,在水相为下层、上层为石油醚的界面聚合体系中我们获得了一种新型的聚苯胺微观聚集念——环形堆积的聚苯胺。这一发现对于聚苯胺的物理聚集态研究是一十分重要的补充。
我们对近来研究较热的一种蛋白质胶——amino acid3,4-dihydroxy-L-phenylalanine,(DOPA)——进行结构简化,选取与之功能基团相近的3,4-dihydroxybenzoic acid(DHBA)与PEG进行反应性共混,所得体系具有较好的湿表面粘结性,由于其具有生物相容性以及降解性,可望在医疗手术方面得到应用。