聚3,4-乙撐二氧噻吩（PEDOT）是一種導(dǎo)電聚合物材料,與聚苯乙烯磺酸鹽（PSS）絡(luò)合后溶解于水形成PEDOT/PSS水溶液。由于PEDOT/PSS薄膜的電導(dǎo)率較低,限制了其在柔性器件上的應(yīng)用�？疾炝撕胁煌u基數(shù)目和端基含有甲基的醇類助劑、醇助劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、炭黑質(zhì)量分?jǐn)?shù)以及熱退火條件對PEDOT/PSS薄膜導(dǎo)電性和耐溶劑性的影響。結(jié)果表明:醇的親水性的增加有利于提高PEDOT/PSS薄膜的導(dǎo)電性,且當(dāng)乙二醇的體積分?jǐn)?shù)為2%時(shí)PEDOT/PSS薄膜的方塊電阻能達(dá)到35Ω/sq。PEDOT/PSS薄膜在DMSO溶劑中的浸泡實(shí)驗(yàn)表明,PEDOT/PSS薄膜在DMSO溶劑中表現(xiàn)穩(wěn)定,同時(shí)DMSO有利于進(jìn)一步提高PEDOT/PSS薄膜的導(dǎo)電性。此外,碳黑的摻雜也能有效地提高PEDOT/PSS薄膜導(dǎo)電性能。 

【文章來源】：北京石油化工學(xué)院學(xué)報(bào). 2020,28(03)

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)炭黑對超聲噴霧法制備的PEDOT/PSS薄膜方塊電阻的影響

研究了醇的親疏水性和體積分?jǐn)?shù)對PEDOT/PSS薄膜的導(dǎo)電性以及炭黑摻雜和熱退火對PE-DOT/PSS薄膜的電阻的影響機(jī)制。結(jié)果表明，醇的親水性越大，有利于提高PEDOT/PSS薄膜的導(dǎo)電性，且乙二醇體積分?jǐn)?shù)為2%時(shí)，PEDOT/PSS薄膜顯示最高導(dǎo)電性。DMSO的浸泡實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，PEDOT/PSS薄膜在DMSO溶劑中表現(xiàn)穩(wěn)定，且DMSO浸泡可進(jìn)一步提高PEDOT/PSS薄膜的導(dǎo)電性。此外，導(dǎo)電炭黑對PEDOT/PSS薄膜的導(dǎo)電性有線性增加的影響，而且熱退火穩(wěn)定有利于優(yōu)化PEDOT/PSS薄膜的導(dǎo)電性能。

PEDOT與PSS的化學(xué)結(jié)構(gòu)如圖1所示。帶部分負(fù)電荷的PSS的磺酸基與帶部分正電荷PEDOT的-S-基團(tuán)相互作用形成PEDOT/PSS的結(jié)合物，促使其在水中的溶解性。為了研究不同醇的親疏水性對PEDOT/PSS薄膜導(dǎo)電性的影響，測試了相同質(zhì)量分?jǐn)?shù)（占混合溶液的4%）的不同醇摻雜的PEDOT/PSS薄膜的方塊電阻，如表2所示。此外，為了研究PEDOT/PSS膜在DMSO溶劑中的穩(wěn)定性，用DMSO浸泡前后的方塊電阻進(jìn)行了比較。在乙醇、乙二醇、異丙醇、丙二醇和山梨醇中，摻雜山梨醇的PEDOT/PSS薄膜的方塊電阻最低，而且與異丙醇或丙二醇摻雜相比，乙醇或乙二醇摻雜的PEDOT/PSS薄膜的方塊電阻更低。然而，乙二醇摻雜的PEDOT/PSS薄膜與乙醇摻雜PEDOT/PSS薄膜相比，其方塊電阻稍微低一點(diǎn)，然而差異不是很顯著。同樣，丙二醇摻雜的PEDOT/PSS薄膜與異丙醇摻雜PEDOT/PSS薄膜相比，其方塊電阻稍微低一點(diǎn)，然而差異也不是很顯著。為了進(jìn)一步理解醇對PEDOT/PSS薄膜的導(dǎo)電性的調(diào)控機(jī)理，將醇的log D值與方塊電阻作圖，結(jié)果如圖2所示。由圖2可以看出，醇的log D值與PEDOT/PSS的方塊電阻有近似的線性關(guān)系。說明醇的親水性是影響PEDOT/PSS薄膜導(dǎo)電率的主要因素；且醇的親水性越大，對提高PE-DOT/PSS薄膜的導(dǎo)電性更有利。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，醇的親水性增加，更有利于PSS與醇的相互作用，導(dǎo)致減弱PEDOT與PSS的相互作用，促使PEDOT的結(jié)晶形成，有利于提高導(dǎo)電性。此外，雖然丙二醇的log D值低于乙醇，然而丙二醇摻雜的PEDOT/PSS薄膜的方塊電阻高于20%乙醇摻雜的PEDOT/PSS薄膜方塊電阻。說明除了親疏水性之外，其他的因素也影響PEDOT/PSS薄膜的導(dǎo)電性，其機(jī)制需要進(jìn)一步的研究。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3341723