摻雜態(tài)聚苯胺的原位聚合及其在微圖形加工領(lǐng)域中的應(yīng)用.pdf

1、本文以提高導(dǎo)電聚苯胺的導(dǎo)電性、可加工性為目的,采用電化學(xué)、無(wú)機(jī)酸摻雜法和有機(jī)大分子酸乳液聚合法等多種方法,制備出高電導(dǎo)的摻雜態(tài)聚苯胺,研究了不同制備工藝和工藝參數(shù)對(duì)聚苯胺性能的影響.在此基礎(chǔ)上,采用溶膠.凝膠的方法制備出同時(shí)具有耐水性和導(dǎo)電性的聚苯胺-TiO<,2>混合涂層,具有很高的實(shí)用價(jià)值.此外,設(shè)計(jì)并制作了聚苯胺圖形薄膜微加工裝置,可以實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電高聚物薄膜在不同表面上的沉積,大大提高了聚苯胺的二維圖形加工性能.采用恒電位法和循環(huán)伏安

2、法,著重分析了苯胺單體濃度、質(zhì)子酸濃度以及陰離子種類、掃描速度對(duì)電化學(xué)合成聚苯胺性能的影響.通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)墓に噮?shù),不僅可以調(diào)節(jié)聚苯胺的聚合速度,還可以控制其導(dǎo)電性和結(jié)構(gòu)形態(tài). 利用無(wú)機(jī)小分子酸對(duì)有機(jī)溶劑/水雙組分聚合體系進(jìn)行摻雜,發(fā)現(xiàn)聚苯胺的分子量是影響其溶解性的主要原因.當(dāng)苯胺和過(guò)硫酸銨的配比為2:1左右,在低溫下聚合約5小時(shí),可以得到導(dǎo)電率和產(chǎn)率均較高的聚苯胺.此外,在無(wú)機(jī)酸摻雜的基礎(chǔ)上,利用體積較大的有機(jī)酸進(jìn)行二次摻雜,

3、可以使聚苯胺分子鏈排列更加規(guī)整,進(jìn)一步提高其電導(dǎo)率.通過(guò)對(duì)苯胺聚合過(guò)程的現(xiàn)場(chǎng)跟蹤,證明了聚合過(guò)程的中間產(chǎn)物是高氧化態(tài)聚苯胺,綜合分析了苯胺的聚合機(jī)理.系統(tǒng)探討了有機(jī)功能質(zhì)子磺酸對(duì)聚苯胺的各種摻雜方法,采用乳液聚合-萃取法制得了在氯仿中完全溶解的導(dǎo)電聚苯胺.研究了作為摻雜劑和乳化劑的DBSA用量、反應(yīng)溫度、引發(fā)劑濃度對(duì)導(dǎo)電聚苯胺性能的影響,確定了DBSA與苯胺的最佳摩爾比在0.83左右,最佳反應(yīng)溫度為15℃,引發(fā)劑APS的最佳濃度為0.0

4、55mol/1. 為改善其耐水性和有機(jī).無(wú)機(jī)的界面作用,將聚苯胺鏈通過(guò)溶膠-凝膠的方法固定在無(wú)機(jī)介質(zhì)TiO<,2>中,制備出具有一定耐水性和導(dǎo)電性的涂層.為導(dǎo)電聚苯胺的實(shí)際應(yīng)用提供了重要依據(jù).在導(dǎo)電聚苯胺-TiO<,2>雜化材料中,導(dǎo)電聚苯胺的固含量應(yīng)控制在30﹪wt～80﹪wt區(qū)間,并加入少量的硅烷偶聯(lián)劑來(lái)改善材料的成膜性能,在低溫下進(jìn)行緩慢老化可得到較致密的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的雜化材料.將導(dǎo)電高聚物的行打圖形加工模式和電化學(xué)沉積的原理