本文關(guān)鍵詞：聚（3，，4-乙撐二氧噻吩）復(fù)合材料的制備、表征和性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：聚(3,4-乙撐二氧噻吩)(PEDOT)由于具有較高的電導(dǎo)率、較好的環(huán)境穩(wěn)定性、無毒的優(yōu)勢(shì)和薄膜對(duì)可見光的高透過率而成為目前研究最深入、應(yīng)用最廣泛的導(dǎo)電聚合物之一。并在抗靜電涂層、導(dǎo)電薄膜、超級(jí)電容器、電致變色器件、有機(jī)發(fā)光二極管、有機(jī)太陽能電池、電磁屏蔽材料以及噴墨印刷等領(lǐng)域展示有廣闊的應(yīng)用前景。但本征態(tài)PEDOT特殊的共軛長(zhǎng)鏈結(jié)構(gòu)導(dǎo)致其不溶于任何溶劑,也不能熔融,因而不能對(duì)其進(jìn)行有效的加工,改善PEDOT的加工及應(yīng)用性能成為導(dǎo)電聚合物領(lǐng)域重要且極具意義的研究。因此,本課題提出探索新的聚合體系來改善PEDOT的加工及應(yīng)用性能,主要工作如下： 一、在水性介質(zhì)中,利用可再生資源——木質(zhì)素磺酸鈉(LGS)作為摻雜劑和軟模板,以過硫酸銨(APS)作為氧化劑,采用化學(xué)氧化聚合法制備在水溶液體系中穩(wěn)定分散的PEDOT/LGS復(fù)合材料,通過傅里葉紅外光譜儀(FTIR)、雙光束紫外-可見吸收光譜儀(UV-Vis)、熱重分析儀(TGA)、場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡(SEM)以及四探針電導(dǎo)率測(cè)試儀對(duì)復(fù)合材料的性能進(jìn)行相關(guān)測(cè)試和表征。結(jié)果表明,本方法制備出的PEDOT/LGS復(fù)合材料具有分散穩(wěn)定性良好、室溫電導(dǎo)率較高等優(yōu)點(diǎn),并且呈現(xiàn)管狀或纖維狀的微觀構(gòu)型,在木質(zhì)素磺酸鈉與EDOT單體的質(zhì)量比為1.5/1時(shí),室溫電導(dǎo)率達(dá)到1.15×10-3S/cm。 二、以室溫電導(dǎo)率和水性分散液沉降高度為試驗(yàn)指標(biāo),采用正交試驗(yàn)法對(duì)上述木質(zhì)素磺酸鈉摻雜聚(3,4-乙撐二氧噻吩)復(fù)合材料的制備工藝進(jìn)行了優(yōu)化。結(jié)果表明,摻雜劑用量、氧化劑用量、聚合反應(yīng)溫度和溶液pH值等因素對(duì)PEDOT/LGS復(fù)合材料的電導(dǎo)率均有一定的影響,其最佳工藝條件為：m(LGS)/m(EDOT)=2.0/1, n(APS)/n (EDOT)=1.2/1,反應(yīng)溫度為0℃,溶液pH為1.0,在最佳工藝條件下制備的PEDOT/LGS復(fù)合材料分散穩(wěn)定性良好,室溫電導(dǎo)率可達(dá)1.71×10-2S/cm。 三、利用高分子表面活性劑——木質(zhì)素磺酸鈉,借助自組裝的方法對(duì)多壁碳納米管(MWNTs)進(jìn)行表面修飾,獲得穩(wěn)定分散的多壁碳納米管分散液,并采用原位化學(xué)氧化聚合法,制備綜合性能優(yōu)良的PEDOT/MWNTs復(fù)合材料,通過場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡(SEM)、四探針電導(dǎo)率測(cè)試儀對(duì)復(fù)合材料的性能進(jìn)行相關(guān)測(cè)試和表征。結(jié)果表明,多壁碳納米管用量、氧化劑用量、聚合反應(yīng)溫度以及溶液pH值等聚合反應(yīng)工藝條件均會(huì)影響PEDOT/MWNTs復(fù)合材料的導(dǎo)電性能,其最佳工藝條件為：m (MWNTs)/m (EDOT)=2.0/1, n (APS)/n (EDOT)=1.2/1,反應(yīng)溫度為5℃,溶液pH值為0.8。在最佳工藝條件下制備的PEDOT/MWNTs復(fù)合材料的電導(dǎo)率可達(dá)33.52S/cm,且分散穩(wěn)定性良好。
【關(guān)鍵詞】：聚(3 4-乙撐二氧噻吩) 木質(zhì)素磺酸鈉 多壁碳納米管 復(fù)合材料 室溫電導(dǎo)率
【學(xué)位授予單位】：東華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：O633.5;TB33
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 緒論12-37
• 1.1 導(dǎo)電聚合物12-15
• 1.1.1 導(dǎo)電聚合物的研究歷史及研究現(xiàn)狀12
• 1.1.2 導(dǎo)電聚合物的分類及特點(diǎn)12-13
• 1.1.3 導(dǎo)電聚合物的導(dǎo)電條件及導(dǎo)電機(jī)制13-14
• 1.1.4 導(dǎo)電聚合物的特性及應(yīng)用14-15
• 1.2 聚(3,4-乙撐二氧噻吩)15-25
• 1.2.1 聚(3,4-乙撐二氧噻吩)的研究進(jìn)展15-16
• 1.2.2 聚(3,4-乙撐二氧噻吩)的合成方法16-17
• 1.2.3 聚(3,4-乙撐二氧噻吩)的摻雜機(jī)理17-18
• 1.2.4 聚(3,4-乙撐二氧噻吩)的加工18-22
• 1.2.5 聚(3,4-乙撐二氧噻吩)復(fù)合物的表征方法22-23
• 1.2.6 聚(3,4-乙撐二氧噻吩)的應(yīng)用23-25
• 1.3 木質(zhì)素磺酸鈉25-28
• 1.3.1 木質(zhì)素磺酸鈉的來源和制備25-26
• 1.3.2 木質(zhì)素磺酸鈉的結(jié)構(gòu)26-27
• 1.3.3 木質(zhì)素磺酸鹽的應(yīng)用27-28
• 1.4 碳納米管28-30
• 1.4.1 碳納米管的結(jié)構(gòu)和分類28-29
• 1.4.2 碳納米管的改性29
• 1.4.3 碳納米管的性能和應(yīng)用29-30
• 1.5 導(dǎo)電聚合物納米復(fù)合材料研究簡(jiǎn)介30-32
• 1.5.1 導(dǎo)電聚合物納米復(fù)合材料的制備方法30-31
• 1.5.2 導(dǎo)電聚合物納米復(fù)合材料的應(yīng)用研究31
• 1.5.3 導(dǎo)電聚合物納米復(fù)合材料的研究前景31-32
• 1.6 本課題的研究意義及內(nèi)容32-33
• 1.6.1 本課題研究意義32
• 1.6.2 本課題研究?jī)?nèi)容32-33
• 參考文獻(xiàn)33-37
• 第二章 水分散性聚(3,4-乙撐二氧噻吩)復(fù)合材料的制備、表征和性能研究37-51
• 2.1 引言37-38
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分38-40
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)原料與儀器設(shè)備38-39
• 2.2.2 聚(3,4-乙撐二氧噻吩)/木質(zhì)素磺酸鈉復(fù)合材料的制備39
• 2.2.3 測(cè)試與表征39-40
• 2.3 結(jié)果與討論40-48
• 2.3.1 紅外光譜分析40-42
• 2.3.2 紫外-可見吸收光譜分析42
• 2.3.3 熱失重分析42-43
• 2.3.4 掃描電鏡和分散穩(wěn)定性分析43-45
• 2.3.5 室溫電導(dǎo)率和粒徑分布分析45-48
• 2.4 本章小結(jié)48-49
• 參考文獻(xiàn)49-51
• 第三章 基于正交試驗(yàn)法研究聚(3,4-乙撐二氧噻吩)復(fù)合材料的制備工藝51-62
• 3.1 引言51-52
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分52-55
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)原料與儀器設(shè)備52-53
• 3.2.2 正交試驗(yàn)法因素水平確定53
• 3.2.3 正交試驗(yàn)表的確定53-55
• 3.2.4 測(cè)試與表征55
• 3.3 結(jié)果與討論55-60
• 3.3.1 以沉降高度為試驗(yàn)指標(biāo)的極差分析55-57
• 3.3.2 以室溫電導(dǎo)率為試驗(yàn)指標(biāo)的極差分析57-59
• 3.3.3 綜合分析確定最佳工藝59-60
• 3.4 本章小結(jié)60-61
• 參考文獻(xiàn)61-62
• 第四章 高電導(dǎo)率聚(3,4-乙撐二氧噻吩)復(fù)合材料的制備、表征和性能研究62-75
• 4.1 引言62-63
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分63-66
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)原料與儀器設(shè)備63-64
• 4.2.2 木質(zhì)素磺酸鈉修飾多壁碳納米管64
• 4.2.3 聚(3,4-乙撐二氧噻吩)/多壁碳納米管復(fù)合材料的制備64-66
• 4.2.4 木質(zhì)素磺酸鈉修飾多壁碳納米管原理66
• 4.2.5 測(cè)試與表征66
• 4.3 結(jié)果與討論66-73
• 4.3.1 木質(zhì)素磺酸鈉修飾多壁碳納米管的微觀結(jié)構(gòu)分析67-68
• 4.3.2 多壁碳納米管用量對(duì)復(fù)合材料電導(dǎo)率的影響68-69
• 4.3.3 氧化劑用量對(duì)復(fù)合材料電導(dǎo)率的影響69-70
• 4.3.4 反應(yīng)溫度對(duì)復(fù)合材料電導(dǎo)率的影響70-71
• 4.3.5 溶液pH值對(duì)復(fù)合材料電導(dǎo)率的影響71-73
• 4.4 本章小結(jié)73-75
• 第五章 結(jié)論75-76
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果76-77
• 致謝77

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：聚（3，4-乙撐二氧噻吩）復(fù)合材料的制備、表征和性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：392445