凝固浴中氯化锂的添加对PEDOT∶PSS导电纤维结构与性能的影响

以不同比例的丙酮/异丙醇为凝固浴,通过湿法纺丝制备聚3,4-乙撑二氧噻吩∶聚对苯乙烯磺酸(PEDOT∶PSS)纤维,确定纺丝最佳凝固浴配比是丙酮/异丙醇体积比1∶1。在此基础上,探究了凝固浴中加入不同量的氯化锂对PEDOT∶PSS纤维结构和性能影响,并分析其机理。采用扫描电子显微镜、数字万用表、电子单纤维强力仪、显微共聚焦拉曼光谱仪、X射线衍射仪对纤维结构和性能进行测试表征。结果表明,凝固浴中氯化锂的加入可使纤维内部均匀紧密,并有效增加纤维强度,在氯化锂质量分数为0.4%时,纤维强度高达(247±7.5)MPa;且氯化锂的添加不改变纤维的结晶,但能使PEDOT分子链的共轭结构缩短,增加缠结,提高纺丝连续性和纤维强度。     

异丙醇添加改善PVA/PEDOT∶PSS有机导电纤维表面形貌及性能研究

将浓度为10%(wt,质量分数,下同)的完全醇解的聚乙烯醇(PVA)水溶液与聚3,4-乙撑二氧噻吩∶聚对苯乙烯磺酸根阴离子(PEDOT∶PSS)分散液经高速搅拌共混制得纺丝液,采用湿法纺丝的方法制备PVA/PEDOT∶PSS复合导电纤维。通过向甲醇凝固浴中添加异丙醇改善PVA/PEDOT∶PSS复合导电纤维的表面微观形貌、导电及拉伸力学性能。混合凝固浴中异丙醇与甲醇的质量比分别为0∶1、1∶5、1∶4、1∶3、1∶2和1∶1,探究异丙醇添加量的变化对PVA/PEDOT∶PSS复合导电纤维表面微观形貌及力学、导电性能的影响。采用扫描电子显微镜、红外光谱分析仪、高阻计和电子单纤维强力仪对复合纤维进行测试表征。结果表明:异丙醇的添加改善了PVA/PEDOT∶PSS复合导电纤维的表面微观形貌、导电及拉伸力学性能。随着凝固浴中异丙醇含量的增加,PVA/PEDOT∶PSS复合导电纤维表面的沟槽逐渐减少,纤维表面逐渐变得光滑;复合纤维的电导率小幅度提升;复合纤维的拉伸强度提高,断裂伸长增加。     

乙二醇掺杂对PVA/PEDOT∶PSS导电纤维结构和性能的影响

通过湿法纺丝制备聚乙烯醇(PVA)/聚3,4-乙撑二氧噻吩:聚对苯乙烯磺酸(PEDOT∶PSS)共混纤维,为改善共混纤维的导电性能,在PVA/PEDOT∶PSS共混纺丝液中加入乙二醇,制备出掺杂不同乙二醇含量的共混纤维。探究了乙二醇掺杂对PVA/PEDOT∶PSS共混纤维结构和性能的影响,并分析机理。采用红外光谱、原子力显微镜、显微共聚焦激光拉曼光谱仪,高阻计和电子单纤维强力仪对共混纤维的结构和性能进行测试表征。结果表明,随着乙二醇掺杂量的增加,共混纤维电导率逐渐增加,最高达到15.9 S/cm;拉曼光谱显示乙二醇掺杂使PEDOT主链发生苯醌转变,PEDOT的主要特征峰发生红移;红外光谱显示掺杂不改变共混纤维的化学组成;原子力显微镜结果显示随着乙二醇掺杂质量分数的提高,PEDOT与过剩PSS发生相分离,共混纤维表面粗糙度增加;此外,随着乙二醇掺杂质量分数的提高,共混纤维的拉伸强度逐渐升高,断裂伸长逐渐降低。     

水洗工艺对PVA/PEDOT∶PSS共混纤维性能的影响

将PVA溶于DMSO中,制备完全溶解的PVA/DMSO溶液。将PVA/DMSO溶液与PEDOT∶PSS水分散液共混,制得混合均匀的PVA/DMSO/PEDOT∶PSS共混纺丝液。通过湿法纺丝方法将共混纺丝液挤入甲醇凝固浴以凝固成纤,随后凝固定型的纤维经过不同个数的水洗槽进行水洗而制得不同组别的PVA/PEDOT∶PSS共混纤维。探究了水洗次数对PVA/PEDOT∶PSS共混纤维性能的影响。借助扫描电子显微镜(SEM),红外光谱分析仪(FT-IR),高阻计和电子单纤维强力仪对共混纤维进行测试表征。结果表明:随着水洗次数的增加,纤维表面形貌逐渐变好,表面沟槽和凹陷数量减少,表面变得更加光滑;纤维的电导率逐渐增加;拉伸强度逐渐升高,断裂伸长率逐渐降低。     

纺丝体系温度对PVA/PEDOT∶PSS共混纤维性能的影响

将聚乙烯醇(PVA)水溶液与聚3,4-乙撑二氧噻吩∶聚对苯乙烯磺酸根阴离子(PEDOT∶PSS)水分散液共混,在不同的纺丝体系温度下,通过湿法纺丝方法制备出PVA/PEDOT∶PSS共混纤维。在制备出PVA/PEDOT∶PSS共混纤维的基础上,探究了纺丝体系温度对共混纤维化学结构、表面形貌、导电性能及拉伸力学性能的影响。借助扫描电子显微镜、红外光谱分析仪、高阻计和电子单纤维强力仪对共混纤维进行测试表征。结果表明:随着纺丝体系温度的升高,制备出的PVA/PEDOT∶PSS共混纤维的导电性能逐渐升高,电导率由1.55S/cm增加到2.39S/cm;制备出的PVA/PEDOT∶PSS共混纤维表面形貌有一定程度改善,纤维表面沟槽数量减少;制备出的PVA/PEDOT∶PSS共混纤维的拉伸强度逐渐升高,断裂伸长逐渐降低。     

凝固浴牵伸对PVA/PEDOT∶PSS共混纤维结构及性能的影响

为了改善PVA/PEDOT∶PSS共混导电纤维的导电性能及力学性能,在二级凝固浴中对纤维进行牵伸,制备出不同牵伸倍率下的共混纤维。使用红外光谱分析仪、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、高阻计和电子单纤维强力仪对共混纤维的结构与性能进行测试表征。通过对比牵伸前后共混纤维结构和性能的差异,探究凝固浴牵伸对PVA/PEDOT∶PSS共混纤维的影响。结果表明:牵伸后纤维表面褶皱与沟槽数量减少,纤维表面更加光滑;纤维的结晶度提高;纤维导电性能增强;纤维的拉伸断裂强度提高,拉伸断裂伸长降低。     

热定型时间对PVA/PEDOT∶PSS共混纤维性能的影响

将聚乙烯醇(PVA)水溶液与聚(3,4-乙撑二氧噻吩)-聚(对苯乙烯磺酸)(PEDOT∶PSS)水分散液混合制备纺丝液,以甲醇做为凝固剂,通过湿法纺丝及后处理工艺制备出PVA/PEDOT∶PSS共混纤维。在此基础上,对共混纤维进行不同时间的热定型处理,探究热定型时间对PVA/PEDOT∶PSS共混纤维性能的影响。借助红外光谱分析仪(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、高阻计和单纤维强力仪考察共混纤维的性能。结果表明:随着热定型时间的增加,制备出的PVA/PEDOT∶PSS共混纤维直径减小,随后表面出现灼烧痕迹;电导率与拉伸断裂强度均先增后降,热定型时间3min时电导率和拉伸断裂强度达到最大,分别为3.12S/cm和4.65cN/dtex;纤维拉伸断裂伸长持续降低。     

山梨醇掺杂对PVA/PEDOT∶PSS共混纤维结构和导电性能的影响

为改善PVA/PEDOT∶PSS共混纤维的导电性能,采用湿法纺丝的方法,通过向PVA/PEDOT∶PSS混合纺丝液中添加山梨醇,制备出经山梨醇掺杂的PVA/PEDOT∶PSS共混纤维。采用红外光谱分析仪(FTIR),高阻计,X射线衍射仪(XRD),显微共聚焦激光拉曼光谱仪,扫描电子显微镜(SEM),电子单纤维强力仪对共混纤维的结构与性能进行测试表征。通过对比分析掺杂前后共混纤维电导率的变化,探究了山梨醇掺杂对PVA/PEDOT∶PSS共混纤维结构和导电性能的影响。结果表明,山梨醇掺杂可以改善PVA/PEDOT∶PSS共混纤维的导电性能,掺杂质量分数为7%时,共混纤维电导率达到19.1S/cm。XRD结果显示,掺杂未改变PVA/PEDOT∶PSS共混纤维的结晶性能和聚集态结构;拉曼光谱显示,掺杂使得PEDOT的主要特征峰红移,PEDOT主链发生苯-醌转变;掺杂使得共混纤维的表面逐渐变得光滑;掺杂后,共混纤维的拉伸强度升高,断裂伸长降低。     

PEDOT/PSS的合成及在抗静电涂料中的应用

利用过硫酸铵为氧化剂通过化学氧化法合成了聚(3,4-亚乙基二氧噻吩)/聚对苯乙烯磺酸(PEDOT/PSS)。红外光谱证明了PEDOT/PSS的合成。研究了PSS、过硫酸铵的用量,理论固含量的大小对PEDOT/PSS的导电性能及粒径的影响。发现化学氧化法制备PEDOT/PSS较佳的反应条件:PSS中磺酸基与单体的摩尔比为2∶1;过硫酸铵与单体的摩尔比为1.5∶1;固含量范围为2.8%~4.2%。分析了PEDOT/PSS胶粒形成的机理。并用PEDOT/PSS配制成抗静电涂料,在聚丙烯(PP),聚对苯二甲酸二醇酯(APET),聚苯乙烯(PS)基材上涂布测得表面电阻。表面电阻范围为107Ω~108Ω,具有良好的透明性与附着力。     

热定型工艺对PVA/PEDOT∶PSS共混纤维结构和性能的影响

将PVA水溶液与PEDOT∶PSS水分散液共混,制备出混合均匀的PVA/PEDOT∶PSS混合纺丝液,通过改变湿法纺丝后处理工艺中的热定型制备出不同热定型温度下的PVA/PEDOT∶PSS共混导电纤维。探究了热定型工艺对共混纤维结构和性能的影响,并分析了影响机理。借助红外光谱分析仪(FT-IR),X射线衍射仪(XRD),高阻计,电子单纤维强力仪和扫描电子显微镜(SEM)对共混纤维进行测试表征。结果表明:热定型温度对共混纤维的结晶性能,导电性能,拉伸力学性能,表面形貌及热稳定性均有一定程度的改善。随着热定型温度的升高,纤维大分子链的结晶程度逐渐完善,形成择优取向不明显的多晶结构;纤维电导率逐渐提高;纤维的拉伸断裂强度逐渐升高,拉伸断裂伸长逐渐降低;纤维表面的沟槽数量减少,沟槽的均匀性及平行度提高,纤维表面形貌得到改善。     

高电导率聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸复合物的制备及表征

采用聚苯乙烯磺酸作为电荷平衡掺杂剂,通过氧化3,4-乙烯二氧噻吩聚合制备聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸(PEDOT∶PSS)。采用红外光谱、X-射线衍射图谱和四探针电导率测试仪分别对其结构和导电性能进行表征。X-射线衍射图谱表明PEDOT∶PSS为半晶态结构。电导率测试结果表明聚合工艺条件对PEDOT∶PSS电导率均有显著的影响,并在最佳工艺条件下制备出电导率高达73S/cm的PEDOT∶PSS。     

电化学沉积法制备PEDOT/PEDOT∶PSS基柔性纳米纤维膜及其热电性能

通过静电纺丝技术制备柔性热电薄膜是一种非常可行的方法,制得的纳米纤维会随机交叉排列形成多孔结构。该结构不仅可以增强薄膜的变形能力、柔性和延展性,还可以增加纳米纤维膜中低热导率的非流动空气的含量,有利于降低纳米纤维膜的导热系数,然而目前对于静电纺丝在柔性热电领域应用的相关研究非常少。本工作通过静电纺丝技术制备了具有良好自支撑性和柔性的聚(3,4-乙烯二氧噻吩)∶聚对苯乙烯磺酸钠(PEDOT∶PSS)基纳米纤维膜,并结合电化学聚合法在该纳米纤维表面沉积了PEDOT导电层,得到了PEDOT/PEDOT∶PSS基热电纳米纤维膜。研究发现,聚合电位和单体浓度对热电纳米纤维膜的导电率有很大影响,最终在聚合电位为1. 5 V、单体浓度为0. 03 mol/L时,电导率和塞贝克系数分别为9. 582 S·cm~(-1)和26. 7μV·K~(-1),最优PF值可达0. 68μW·m~(-1)·K~(-2)。     

提高聚(3,4-乙撑二氧噻吩)∶聚苯乙烯磺酸电导率的最新研究进展

随着能源危机和环境污染问题的日益严峻,近年来热电材料的研究越来越受到人们的关注。聚(3,4-乙撑二氧噻吩)∶聚苯乙烯磺酸(PEDOT∶PSS)被认为是热电性能最好的有机热电材料之一。PEDOT∶PSS具备好的成膜性、高的透明性、优异的电导可控性以及热稳定性。系统地综述了提高PEDOT∶PSS电导率的一些物理、化学方法,探讨了其电导率增强的机理以及介绍了其目前最新的应用情况。预期未来具有高电导率和高透明性的PEDOT∶PSS薄膜材料的研究将得到突破性发展。     

反离子聚合聚(3,4-乙烯二氧噻吩)薄膜的热电性能研究进展EI北大核心CSCD

反离子的选择对电化学聚合聚(3,4-乙烯二氧噻吩)(PEDOT)薄膜的结构和热电性能的影响备受关注,在已报道的聚合物薄膜中,PEDOT:聚(苯乙烯磺酸盐)(PSS)、PEDOT:甲苯磺酸盐(Tos)、PEDOT:高氯酸(ClO_(4))和PEDOT:三氟甲磺酸酯(OTf)等被广泛研究。文中综合分析了不同类型反离子对PEDOT薄膜热电性能的应用研究,重点阐述了PEDOT:PSS和PEDOT:Tos提高热电性能的工艺方法,PEDOT:PSS薄膜具有高电导率、可水处理和热稳定性高等特点,二次掺杂、化学去掺杂和连续处理工艺能有效提高其热电性能,但是PSS有亲水性的限制;而Tos具有疏水性,且PEDOT:Tos薄膜能够有效平衡赛贝克系数和电导率的关系;其它的PEDOT:ClO_(4)和PEDOT:OTf等薄膜对热电性能也起到了一定的促进作用。最后,展望了反离子聚合PEDOT薄膜作为柔性热电器件和可穿戴电子器件的开发和实际应用。对进一步研究新的反离子聚合具有一定的参考价值。     

氧化石墨烯掺杂含量对石墨烯/PEDOT:PSS复合材料电化学性能的影响

采用改进的Hummers法合成氧化石墨烯(GO),利用原位聚合法合成GO/聚3,4-二氧乙烯噻吩∶聚苯乙烯磺酸(GO/PEDOT∶PSS)复合材料,并使用碘化氢整体还原法生成还原氧化石墨烯(RGO)/PEDOT∶PSS复合材料,同时考察了GO掺杂量对RGO/PEDOT∶PSS复合材料电化学性能的影响。通过X射线衍射仪、拉曼光谱仪、扫描电子显微镜、电化学测试等方法对所制材料进行了表征和性能测试。结果表明:GO与PEDOT∶PSS的质量比为6∶20时合成的RGO/PEDOT∶PSS复合材料具有最佳的电化学性能。     

有机太阳能电池性能仿真研究

采用聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT∶PSS)作为有机太阳能电池阳极缓冲层,研究PEDOT∶PSS厚度对有机太阳能电池开路电压、短路电流密度、光电转化效率的影响。研究表明有机太阳能电池性能受PEDOT∶PSS厚度的制约。当PEDOT∶PSS薄膜厚度为20nm时,有机太阳能电池的光电转化效率最低;PEDOT∶PSS薄膜厚度大于20nm时,有机太阳能电池的性能随PEDOT∶PSS薄膜厚度增加而增大。     

氨基改性边缘氧化的石墨烯复合PEDOT:PSS透明热电薄膜的制备与性能研究

通过高锰酸钾和浓硫酸氧化石墨边缘，加入双氧水与氨水混合溶液进行剥层，得到边缘氧化石墨烯(EGO)。使用乙二胺对EGO进行氨基化改性，得到氨基改性的边缘氧化石墨烯(NEGO)。将NEGO与聚3,4-二氧乙烯噻吩∶聚苯乙烯磺酸(PEDOT∶PSS)水分散液混合，在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)基膜上涂膜，制备NEGO/PEDOT∶PSS透明热电薄膜。通过傅里叶变换红外光谱仪、显微拉曼成像光谱仪、X射线衍射仪，自制塞贝克系数测试装置、四探针测试仪等对样品进行表征。结果表明制备的NEGO能在PEDOT∶PSS酸性分散液中稳定分散，与PEDOT∶PSS有着强烈的π-π共轭作用，NEGO掺杂量为3%(质量分数)时，热电薄膜的热电效率最高，功率因子达到0.99μW/(m·K²),薄膜透光度大于80%。     

聚-1,3,4-噁二唑纤维研究进展

介绍了聚-1,3,4-噁二唑(POD)的合成、改性、纺丝成形、后处理及耐老化等方面的研究进展。详述了采用一步法三阶段合成POD,并通过引入间苯二甲酸和对苯二甲酸进行共聚改性,得到的POD纤维在亲水性、抗静电性、染色性能等方面得到了改善;探讨了凝固浴条件对POD纤维结构与性能的影响,阐述了POD纤维的老化降解及防护问题。     

聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸及其复合材料气敏性能研究进展

聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)作为极重要的一种导电聚合物,由于其简便的制备方法、较高的导电性能、稳定的化学性质、独特的传感机理而逐渐被应用于气体传感器领域。然而,制备具有高灵敏度、良好选择性的PEDOT:PSS基气敏材料仍是一大挑战。文中综述了近几年来基于PEDOT:PSS及其复合物材料的气敏元件的研究进展,重点介绍了纯相PEDOT:PSS、PEDOT:PSS与聚合物复合材料、PEDOT:PSS与无机半导体(金属及金属氧化物)以及与碳材料等复合材料的气敏特性及机理,总结并展望了PEDOT:PSS及其复合材料在结构、工艺等方面的发展趋势。     

以聚苯乙烯磺酸钠接枝聚乙二醇为模板的聚3,4-二氧乙烯噻吩水分散体的制备及性能

以苯乙烯磺酸钠(SSNa)和烯丙基聚乙二醇(APEG)为原料,制备了不同结构的聚苯乙烯磺酸钠接枝聚乙二醇(P(SS-APEG))共聚物,并以此为模板制备了聚3,4-二氧乙烯噻吩∶聚(苯乙烯磺酸钠-烯丙基聚乙二醇)(PEDOT∶P(SS-APEG))水分散体;研究了聚乙二醇(PEG)链段长度对PEDOT∶P(SS-APEG)结构与性能的影响。结果表明,通过自由基共聚,成功制备了聚苯乙烯磺酸钠接枝聚乙二醇(P(SS-APEG))共聚物。以P(SS-APEG)为模板时,EDOT的聚合速率加快,分散体粒径随APEG相对分子质量的增加而增大,水分散体表面张力减小。PEDOT薄膜的方块电阻明显降低,且APEG的相对分子质量越小,薄膜的方块电阻越低,导电性越好。当APEG的相对分子质量为700,n(SSNa)∶n(APEG)=32∶1,m(EDOT)∶m(P(SS-APEG))=1∶3时,PEDOT∶P(SS-APEG)薄膜的方块电阻较PEDOT∶PSS(m(EDOT)∶m(PSS)=1∶3)薄膜下降了3倍。