兼具离子和电子导电的mPEG-g-PAn共聚物及其膜的研究

论文摘要

本文在合成邻-甲氧基聚氧乙烯基苯胺（o-MPEA）的基础上,采用化学氧化法将其与苯胺进行共聚,制备出了共聚物mPEG-g-PAn。分别探讨了氯代聚乙二醇单甲醚、邻-甲氧基聚氧乙烯基苯胺和mPEG-g-PAn共聚物的合成工艺条件,并用元素分析、FTIR、UV-Vis吸收光谱、热重分析仪和LCR智能电桥对mPEG-g-PAn共聚物的组成、结构,热稳定性以及导电性进行了详细的研究,探讨了共聚物的溶解性和成膜条件,并用AFM对共聚物膜的结构和性能进行了研究。 结果表明,由于取代基团mPEG的空间位阻效应,随着投料比(nAn/nMPEA)降低,共聚物产率逐渐减小,并且当投料比降低到一定程度后,共聚物的组成变化不大。随着共聚物中mPEG含量的增加,去掺杂的共聚物中的苯环吸收峰逐渐蓝移,醌环吸收峰逐渐减弱;掺杂的共聚物中的特征极化子吸收峰也逐渐减弱。共聚物的热稳定性明显低于聚苯胺,共聚物的热稳定性随mPEG含量的增加逐渐降低。共聚物/HCl的电导率随着mPEG含量的增加逐渐降低,在y/x值相同时,（?）mPEG高的共聚物/HCl的电导率要比（?）mPEG低的共聚物的低。当[Li+]/[EO]为0.10时,共聚物/LiClO4络合物的室温导电率最高;当（?）mPEG≤1000时,σ随（?）mPEG的增大而增大,但当（?）mPEG>1000时,σ随（?）mPEG的增大下降;共聚物中mPEG含量越低,其室温导电率越低（[Li+]/[EO]=0.10）。共聚物/HCl/LiClO4络合物的离子-电子混合导电率与共聚物中的EO含量有关,当共聚物中EO含量较高时,其离子-电子混合导电率高于相应的离子导电率及电子导电率,且在所测的温度范围内的混合导电率大于其相应的离子导电率和电子导电率,即出现了协同效应。 mPEG-g-PAn共聚物的溶解性较聚苯胺有很大的提高,在溶剂NMP、DMSO中均具有较好的溶解性,在普通有机溶剂THF中也有一定的溶解性;当（?）mPEG=1000,2000,[EO]≥8.6 mol/g时,去掺杂后的mPEG-g-PAn具有水溶性。mPEG-g-PAn共聚物的成膜受成膜基底、温度、组成等因素的影响。聚酯板和聚四氟乙烯板中所成膜容易剥落,而在玻璃板上所成的膜则难剥落;较高的温度不利于得到均匀致密的膜;随着共聚物中mPEG含量的增加,其在水中溶解能力和成膜能力

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 聚苯胺
• 1.1.1 聚苯胺的结构
• 1.1.2 水溶性聚苯胺的研究进展
• 1.1.3 聚苯胺膜的研究进展
• 1.1.4 聚苯胺的应用前景
• 1.2 离子-电子混合导电聚合物
• 1.2.1 离子-电子混合导电聚合物制备方法
• 1.2.2 离子-电子混合导电聚合物的应用
• 1.3 本文研究目的及研究内容
• 第二章 mPEG-g-PAn共聚物的合成和表征
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 原料及其预处理
• 2.2.2 邻-甲氧基聚氧乙烯基苯胺（o-MPEA）的合成
• 2.2.3 mPEG-g-PAn共聚物的合成
• 2.2.4 结构与性能测试
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 氯代聚乙二醇单甲醚（mPEGCl）
• 2.3.2 邻-甲氧基聚氧乙烯基苯胺（o-MPEA）
• 2.3.3 mPEG-g-PAn共聚物
• 2.4 本章小结
• 第三章 mPEG-g-PAn共聚物膜的研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 原料及其预处理
• 3.2.2 mPEG-g-PAn共聚物的溶解性能
• 3.2.3 mPEG-g-PAn共聚物膜的制备
• 3.2.4 mPEG-g-PAn共聚物膜的结构表征和性能测定
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 mPEG-g-PAn共聚物的溶解性
• 3.3.2 影响mPEG-g-PAn共聚物成膜的因素
• 3.3.3 影响mPEG-g-PAn共聚物膜微观结构的因素
• 3.3.4 mPEG-g-PAn共聚物膜对水的稳定性
• 3.3.5 掺杂时间对mPEG-g-PAn共聚物膜电导率的影响
• 3.3.6 mPEG-g-PAn共聚物圆片电导率和其膜电导率
• 3.4 本章小结
• 第四章 结论
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表的论文
• 致谢