原位聚合沉积透明导电聚苯胺薄膜的研究进展

苯胺在化学氧化聚合过程中,可自发地聚合沉积在不同基体表面,形成透明导电聚苯胺薄膜。重点介绍近年来国内外在玻璃、聚合物、纤维织物和二氧化硅基体表面原位聚合沉积透明导电聚苯胺薄膜的研究进展,并探讨了反应机理。展望了透明导电聚苯胺薄膜在光电器件和微电子器件领域的应用前景。     

高氯酸掺杂原位沉积聚苯胺薄膜的制备及性能研究

以高氯酸为介质酸,PVA为空间稳定剂,采用分散聚合方法,在玻璃表面原位沉积制得光滑半透明聚苯胺薄腰。研究了分散体系的反应过程、薄膜的表观形貌和微观结构、膜厚的影响因素、薄膜的电导率以及热稳定性能。结果表明:构成薄膜的聚苯胺粒子呈球型或椭球型;薄膜具有三级结构特征;高氯酸不仅作为介质酸,同时作为掺杂剂;薄膜的结晶性能不佳;薄膜厚度与介质酸的浓度并非线性关系;薄膜的电导牢处于半导体水平;电导率大小与无机介质酸的酸性强弱有一定关系,与表面形貌关系更为紧密;高氯酸掺杂聚苯胺薄膜在67.3℃时开始脱掺杂,在277.2℃脱除完全。     

玻璃基体表面原位生长PANI薄膜的微纳米结构与导电性能

采用分散聚合方法在玻璃基体表面制备得表面光滑聚苯胺(PANI)导电膜.采用扫描电子显微镜(SEM)研究氧化剂过硫酸铵(APS)加入方式、质子酸环境对制得膜形貌的影响.通过紫外光谱和红外光谱分析玻璃基体表面导电PANI膜的结构.结果发现:采用滴加APS方式可制得致密PANI膜;本身黏度较大的无机舍氧酸(高氯酸、磷酸)与PVP稳定剂并用时会使体系黏度增大,无法制得导电薄膜(高氯酸、PVP体系)或只能得到有缺限的膜(磷酸、PVP体系).紫外分析证实玻璃基体表面是掺杂态PANI膜,红外分析表明PANI膜结构中不合有稳定剂PVP.膜的电导率数量级在10-3S/cm,电导率高低与形貌好坏存在一致性.     

从高温煤焦油中分离缩合芳香族化合物的基础研究和技术开发

高温煤焦油(High-temperature coal tar，简称HTCT)是以焦煤为主的烟煤在隔绝空气的条件下于1000 ℃左右热解得到的深褐色黏稠状液体，一般占原料煤质量的5%左右。HTCT的组成极其复杂，主要组分是缩合芳香族化合物，特别是缩合芳烃。缩合芳香族化合物用途广泛，是十分重要的有机化学品。作为纯品，缩合芳香族化合物的价格一般随着芳环缩合程度的增加而剧增；在相同环数的情况下，含杂原子(特别是含多个杂原子)的缩合芳香族化合物的价格远高于缩合芳烃的价格。由于HTCT组成的复杂性，从HTCT中分离出缩合芳香族化合物纯品面临极大的挑战。针对传统分离HTCT工艺存在的能耗大和分离效果差的问题，本研究团队开发了通过逐级萃取、加压梯度柱层析和分步结晶的逐级分离HTCT的技术，较详细地考察了分离过程中涉及的溶质、溶剂和固定相之间的作用力，从HTCT中成功地分离出一系列缩合芳香族化合物纯品；利用该技术，也可从煤的萃取物和热溶物中富集一系列有机化合物，包括缩合芳香族化合物。     

导电聚苯胺的合成及电磁学性能、吸波性能研究

分别采用溶液聚合、乳液聚合、正相和反相微乳液聚合法合成了不同掺杂、不同电导率(电导率范围10^-5-10S／cm)的聚苯胺，测试了导电聚苯胺的电磁学参数和吸波性能。结果证明：制得的聚苯胺在2～12GHz范围内有较好的吸波性能，在2．12GHz范围内，雷达波反射率绝对值大于10dB的频宽范围大于7．5GHz，最大吸收率达到30dB。     

导电聚苯胺/橡胶复合材料的制备及力学、电学性能研究

采用溶液法合成的具有较高电导率的盐酸掺杂态聚苯胺(HCl PAn)粉末分别与天然橡胶(NR)和丁腈橡胶(NBR)共混,制备了聚苯胺/天然橡胶(PAn/NR)、聚苯胺/丁腈橡胶(PAn/NBR) 复合材料。用透射电子显微镜和红外光谱表征了聚苯胺的形态结构;研究了聚苯胺用量对复合材料电导率和力学性能的影响。实验结果表明,在天然橡胶中添加50份聚苯胺,复合材料电导率达到10-9 S·cm-1,比未添加聚苯胺时提高了6 个数量级;聚苯胺添加到NBR中,复合材料的电导率无明显变化,只起到一定的补强作用。     

PVP与PVA对原位聚合导电聚苯胺薄膜的影响

分别以水溶性高分子聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和聚乙烯醇(PVA)为稳定剂,采用苯胺的分散聚合体系,在玻璃基片上原位沉积了表面光滑均匀、亚微米厚度的导电聚苯胺薄膜,改善了导电聚苯胺的加工性能。研究了薄膜的形貌、厚度及电导率。结果表明:聚苯胺薄膜表面光滑,黏附一些胶体粒子,以PVP为稳定剂制备的聚苯胺薄膜表观质量好于以PVA为稳定剂得到的聚苯胺薄膜,表面更加光洁致密;不同稳定剂影响聚苯胺薄膜厚度及性能,在其他实验条件相同的情况下,以PVA为稳定剂制备的聚苯胺薄膜厚度及电导率均高于以PVP为稳定剂制备的聚苯胺薄膜厚度和电导率。