导电高分子材料聚吡咯 ppt课件

导电高分子材料聚吡咯
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此时PPy的链结构即为一般的氧化掺杂结构， 如图 1(a)。
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质子酸机理: 。所谓质子酸机理，即高 聚物链与掺杂剂之间无电子的迁移，而 是掺杂剂的质子附加于主链的碳原子上， 质子所带电荷在一段共轭链上延展开来， 如式(3)所示
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三、PPy的制备及其影响电导率的
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根据导电载流子的不同，结构型导电高 分子有两种导电形式：电子导电和离子 传导。
一般认为，四类聚合物具有导电性：高 分子电解质、共轭体系聚合物、电荷转 移络合物和金属有机螯合物。其中除高 分子电解质是以离子传导为主外，其余 三类聚合物都是以电子传导为主的。
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电荷转移机理： 按此机理掺杂时，聚 合物链给出电子，掺杂剂被还原成掺杂 剂离子，然后此离子与聚合物链形成复 合物以保持电中性。这种复合物称为给 体(D)和受体(A)复合物，其形成过程可 用式(1)表示：D+A←→Dδ＋……Aδ-
←→D＋……A-
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，以FeCl3为氧化剂制备PPy，反 应按式(2)进行，并通过电荷转移 形成复合物。
因素
目前，PPy导电高分子材料的制备主要 有2 种方法：电化学合成法和化学氧化 法。其中，化学氧化法得到的一般为粉 末样品，而电化学合成法则可直接得到 导电PPy 薄膜。
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电化学合成法：电化学合成法是通过控 制电化学氧化聚合条件(含吡咯单体的 电解液、支持电解质和溶剂、聚合电位、 电流和温度等)，在电极上沉积为导电 PPy薄膜
表面活性剂、反应时间、反应温度及反 应制备工艺对Ppy的导电性都有影响
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四、聚吡咯的性能改进
1、聚吡咯与纳米材料的复合：保留导 电性能的同时可降低材料成本，而且又 赋予材料其他功能特征。
2、聚吡咯与其他聚合物的复合：如可 以提高尼龙-66的结晶度和结晶度完整 性，其复合膜表面的Ppy具有网状结构 等。
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反应体系的理化性质：包括反应温度、 pH 值、电压、电流密度等对PPy 的导 电性也有不同程度的影响。大量研究表 明，随反应温度提高、PH值的升高 PPy 的导电率反而下降。
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化学氧化法：化学氧化法是在一定的反 应介质中加入特定的氧化剂，使得单体 在反应中直接生成聚合物并同时完成掺 杂过程。
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二、聚吡咯导电机理
优点：具有共轭双键的导电高分子聚吡 咯由于合成方便、抗氧化性能好，与其 他导电高分子相比，因具有电导率较高、 易成膜、柔软、无毒等优点
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聚吡咯(polypyrrole,PPy)掺杂后才具 有较好的导电性。常用的掺杂剂有金属 盐类如如FeCl3，卤素如I2、Br2，质子 酸如H2SO4 及路易斯酸如BF3 等。不同 种类的掺杂剂对PPy掺杂以形成高导电 性的机理不同，一般分为电荷转移机理 和质子酸机理。
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一、导电高分子分类 二、聚吡咯导电机理 三、PPy的制备及影响电导率的因素 四、Ppy的性能改进
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导电高分子的分类
所谓导电高分子是由具有共轭π键的高 分子经化学或电化学“掺杂”使其由绝 缘体转变为导体的一类高分子材料。它 完全不同于由金属或碳粉末与高分子共 混而制成的导电塑料。
3、3-取代聚吡咯的合成：易溶解、加 工
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影响电化学合成法制备的PPy导电性的 因素主要有掺杂剂、介质的选择、反应 体系的理化性质等。
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掺杂剂：经实验表明但吡咯单体和电解 液的浓度分别为0.2和0.3mol/L，温度 为0℃，电流密度为0.3mA/cm2 时，
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介质的选择：