新型聚(3,4-乙烯二氧噻吩)復(fù)合物的制備及其在抗靜電涂料中的應(yīng)用.pdf

1、聚(3,4-乙烯二氧噻吩)(PEDOT)因其特有的高電導(dǎo)率、高穩(wěn)定性和氧化態(tài)膜對(duì)可見(jiàn)光高透過(guò)率等優(yōu)點(diǎn)成為最成功的導(dǎo)電聚合物之一。這些獨(dú)特的光電特性使得PEDOT在抗靜電涂層、固體電解電容器、印刷電路板通孔電鍍、導(dǎo)電玻璃替代物、電致變色器件、有機(jī)太陽(yáng)能電池、有機(jī)發(fā)光二極管以及傳感器等領(lǐng)域均有廣泛的應(yīng)用。然而,共軛長(zhǎng)鏈結(jié)構(gòu)給本征聚PEDOT帶來(lái)的不溶不熔這一缺陷嚴(yán)重制約了這些極具吸引力的應(yīng)用。因此,大量的研究聚焦于開(kāi)發(fā)易加工的PEDOT復(fù)合

2、物。本文通過(guò)優(yōu)化聚合工藝來(lái)提高PEDOT/PSS的電導(dǎo)率和探索新的聚合方法來(lái)改善PEDOT的加工性能。并將自制的PEDOT復(fù)合物用于抗靜電涂層。本論文主要工作如下:
　　 (1)采用化學(xué)氧化法,以PSS為電荷平衡摻雜劑,制備了PEDOT/PSS水分散液。詳細(xì)探討了各聚合工藝參數(shù)對(duì)PEDOT/PSS性能的影響。結(jié)果表明,摻雜劑用量、氧化劑用量、溶液pH值和聚合反應(yīng)溫度等因素對(duì)PEDOT/PSS電導(dǎo)率均有顯著的影響。得到最佳工藝條件

3、為:10℃時(shí),溶液pH=1.5, n(-SO;)/n(EDOT)=1/1,n(K2S2O8)/n(EDOT)=1.2/1,n(Fe3+)/n(EDOT)=0.00125/1。在此工藝條件下制備的PEDOT/PSS電導(dǎo)率高達(dá)73 S/cm。
　　 (2)以PSS為乳化劑,采用乳液聚合制備了PSS-PBA軟膠粒。然后以PSS-PBA軟膠粒作為EDOT氧化聚合的電荷平衡摻雜劑制備了PEDOT/PSS-PBA。結(jié)果表明,隨著PBA含量的

4、增加PEDOT/PSS-PBA電導(dǎo)率逐漸降低而柔韌性逐漸增大。
　　 (3)在雙子表面活性劑十二烷基二苯醚二磺酸鈉(GS)的水溶液中,采用化學(xué)氧化聚合法制備了PEDOT/GS納米粒子。詳細(xì)研究了GS濃度、反應(yīng)pH值以及氧化劑種類(lèi)對(duì)PEDOT/GS納米粒子的結(jié)構(gòu)、表面形態(tài)和電導(dǎo)率的影響。結(jié)果表明,PEDOT/GS電導(dǎo)率和各種聚合條件密切相關(guān),最高可達(dá)67 S/cm。FE-SEM測(cè)試表明,在上述條件下制備的PEDOT/GS納米粒子為

5、無(wú)規(guī)粒狀結(jié)構(gòu),粒徑約為10-200 nm。TGA測(cè)試表明PEDOT/GS在220℃以下具有良好的熱穩(wěn)定性。
　　 (4)采用自制的PEDOT/PSS和PEDOT/PSS-PBA作為導(dǎo)電組分配制得到抗靜電涂料并應(yīng)用于PET基材,并對(duì)涂膜外觀(guān)、表面電阻、透光率、耐水洗性能和黏附性能進(jìn)行測(cè)試表征。結(jié)果表明兩種抗靜電涂料涂膜的外觀(guān)均光亮平滑,對(duì)可見(jiàn)光的透過(guò)率均高于85％,抗靜電涂層的附著力均達(dá)到二級(jí)以上且具有良好的耐水洗性能,整理后的P