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不同PEDOT核壳分散体的制备总结

2017-9-5
        聚3,4-乙撑二氧噻吩(PEDOT)由于其高导电性、低能隙、优异的薄膜透明性以及环境稳定性在抗静电涂层、光电子器件、电容器、电磁屏蔽、传感器、金属防腐等领域具有广阔的应用前景,然而其不溶问题限制了其应用。除了在单体水相聚合时加入聚苯乙烯磺酸(PSS)制备PEDOT分散体外,许多研究者也开始探索其他方法,如制备PEDOT与其他物质的核壳分散体。本文将对主要几种PEDOT核壳分散体的制备进行总结。
PEDOT-聚苯乙烯(PS)核壳分散体
        韩国志等人[1]以分散聚合法制备的微米级PS微球为模板,EDOT为单体,过硫酸铵(APS)为引发剂,通过氧化聚合制备了微米级核壳型PS-PEDOT复合导电微球。在水相条件下,为了促进EDOT在PS微球表面聚合,必须对微球表面进行修饰。研究人员将以PVP为稳定剂修饰的PS微球分散于蒸馏水中,然后将溶液pH调至酸性,促使PS微球表面的PVP质子化,从而呈现正电性,再加入表面活性剂SDS,在静电相互作用下,SDS在微球表面形成一层疏松的有机层,有利于EDOT单体在PS微球表面的富集。随着单体EDOT用量的增加,导电聚合物在微球表面的负载量也随之增加。这种导电微球在光子晶体、压敏电子器件和药物传输等领域有着潜在的应用前景。
不同PEDOT核壳分散体的制备总结
PEDOT-Si核壳分散体
        在合成过程中,首先将EDOT单体溶解在直径约为130nm的硅溶液中。由于EDOT单体在水中不易溶解,因此通过去离子水与甲醇或对甲苯磺酸混合来控制EDOT在分散介质中的溶解度。EDOT被吸附到硅的表面,并在加入APS后开始聚合。在30℃聚合20小时后[2],硅球周围形成PEDOT壳。重复离心和再分散可以除去可能的副反应产物以及未反应的化学物质。最后,根据掺杂水平,可得到深蓝色/灰色的稳定胶体。通过进一步处理,还可去除硅核得到PEDOT中空球,可用于制备光子晶体或者催化剂。
不同PEDOT核壳分散体的制备总结
PEDOT-聚氨酯(PU)核壳分散体
        聚氨酯(PU)由于其优异的性能被广泛应用于涂料和胶黏剂领域,制备导电聚合物与PU的核壳分散体既可改善其加工问题,又有助于导电聚合物更好地应用于涂料领域。孙东成等[3]通过在PU分散体中原位聚合成功制备了以PU乳胶粒子为核,PEDOT为壳的核壳分散体:在圆底烧瓶中加入一定量的Fe(OTs)3,溶解,然后室温搅拌下加入PU分散体。升温至50℃后,加入EDOT/甲醇混合溶液,磁力搅拌反应21h。离心和再分散除去副产物和未完全反应的原料。改变单体EDOT与PU乳胶粒子的质量比,可制备了一系列PEDOT-PU复合分散体。据研究,EDOT与PU乳胶粒子质量比为1/10时,复合分散体的综合性能最佳。
        通过将PEDOT与单分散微球复合,制备具有核壳结构的分散体,可解决PEDOT溶解性差和难以加工的特性,改善其应用性能,使其在光子晶体、催化剂、抗静电涂料以及药物传输等更多的领域中获得更广泛的应用。
参考文献
[1] 王普,李郭成,邓兆静,等. 微米级PS-PEDOT核壳型导电微球的合成与拉曼表征. 功能高分子学报, 2014, 27, 272-277.
[2] Han M.G, Foulger S.H . Preparation of poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT) coated silica core-shell particles and PEDOT hollow particles. Chem Commun, 2004, 19(4):2154-2155.
[3] 孙东成, 张莎. 基于聚氨酯的PEDOT核壳分散体的制备及应用. 化工新型材料, 2010, 38, 160-172.
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本文由苏州亚科科技股份有限公司编辑