原位聚合沉積苯胺-鄰苯二胺共聚物薄膜及其電致變色性能.pdf

1、本課題為國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(項(xiàng)目號(hào)：50390090)之一部分。 作為一種重要的導(dǎo)電高分子，聚苯胺(PANI)具有合成簡(jiǎn)單，環(huán)境穩(wěn)定性好及電導(dǎo)率高等優(yōu)點(diǎn)。為提高PANI薄膜電致變色性能，拓寬其應(yīng)用范圍，選用鄰苯二胺(oPD)對(duì)其修飾改性。在分散聚合體系中，探索采用程序控溫的方法控制共聚合過(guò)程，在玻璃基體表面原位聚合沉積得到高質(zhì)量鹽酸摻雜Ani/oPD共聚物導(dǎo)電薄膜。 實(shí)驗(yàn)探討了oPD摩爾投料份數(shù)，共聚合反應(yīng)溫度程序

2、對(duì)聚合沉積過(guò)程及共聚物薄膜質(zhì)量的影響，考察了制備的Ani/oPD共聚物薄膜結(jié)構(gòu)、導(dǎo)電性及電致變色性能。結(jié)果表明：與Ani均聚相比，少量oPD的加入大大延長(zhǎng)了聚合反應(yīng)誘導(dǎo)期，原位沉積成膜困難，制備的薄膜厚度減小。增加引發(fā)劑APS用量或提高水浴溫度有利于Ani/oPD共聚合反應(yīng)的進(jìn)行。 水浴溫度每升高10℃，反應(yīng)誘導(dǎo)期約縮短一半。但體系反應(yīng)速率加劇，易產(chǎn)生暴聚，難以制得高質(zhì)量共聚物薄膜。而較低的聚合反應(yīng)溫度(0℃)有利于得到高質(zhì)量共

3、聚物薄膜，但低溫下的反應(yīng)誘導(dǎo)期很長(zhǎng)。 為制備表觀質(zhì)量?jī)?yōu)異、膜厚均勻的共聚物薄膜，同時(shí)縮短反應(yīng)誘導(dǎo)期，探索、優(yōu)選得到的聚合反應(yīng)溫度控制程序?yàn)椋焊邷仡A(yù)聚，低溫聚合(0℃)。在程序控溫過(guò)程中，提高預(yù)聚溫度，可增加共聚物中oPD含量，但從預(yù)聚溫度降到聚合溫度所需時(shí)間延長(zhǎng)。實(shí)驗(yàn)恰當(dāng)?shù)貎?yōu)化控溫程序，使既提高共聚效率，又減少反應(yīng)時(shí)間。共聚物中oPD含量增大，薄膜的電導(dǎo)率下降。 原位聚合沉積制備的Ani/oPD共聚物薄膜具有良好的電致變

4、色性能。由于Ani和oPD單體之間的共聚作用，薄膜表現(xiàn)出不同于Ani均聚物的電化學(xué)特性。均聚PANI薄膜顏色隨著電極電位的變化在藍(lán)色—綠色—黃色間可逆地改變：常態(tài)下PANI薄膜呈翠綠色，電位增至+0.6V時(shí)變?yōu)樯钏{(lán)色，降至-0.2V時(shí)變?yōu)辄S色。Ani/oPD共聚物薄膜表現(xiàn)出與PANI薄膜不同的電致變色特性。隨著oPD摩爾投料份數(shù)的增加，常態(tài)下Ani/oPD共聚物薄膜顏色由翠綠(100/0)漸變成黃色(50/50)。在正電極電位下(+0.