本发明专利技术属于材料领域，具体涉及一种高导电率的聚噻吩导电涂层及其制备方法与应用。该导电涂层是通过化学氧化法使噻吩或噻吩衍生物在绝缘聚合物膜上进行原位聚合得到的。聚合单体优选噻吩和3-甲基噻吩；绝缘聚合物膜优选聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氨基双马来酰亚胺或聚苯乙烯。此外，本发明专利技术还提供一种高导电率的聚噻吩导电涂层的制备方法，通过聚噻吩与绝缘聚合物膜的紧密连接，使得该导电涂层不仅具有优良的导电性同时还具有通用高分子的柔韧性。该导电涂层的导电率可达10-3S/cm量级，其可以应用于电磁波屏蔽、防静电和有机电子器件等领域。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术属于材料领域，具体涉及一种高导电率的聚噻吩导电涂层及其制备方法与应用。该导电涂层是通过化学氧化法使噻吩或噻吩衍生物在绝缘聚合物膜上进行原位聚合得到的。聚合单体优选噻吩和3-甲基噻吩；绝缘聚合物膜优选聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氨基双马来酰亚胺或聚苯乙烯。此外，本专利技术还提供一种高导电率的聚噻吩导电涂层的制备方法，通过聚噻吩与绝缘聚合物膜的紧密连接，使得该导电涂层不仅具有优良的导电性同时还具有通用高分子的柔韧性。该导电涂层的导电率可达10-3S/cm量级，其可以应用于电磁波屏蔽、防静电和有机电子器件等领域。【专利说明】一种高导电率的聚噻吩导电涂层及其制备方法与应用
本专利技术属于材料领域，具体涉及一种高导电率的聚噻吩导电涂层及其制备方法与应用。
技术介绍
导电聚合物因具有很好的热稳定性、化学稳定性、较高的储存电荷能力、较好的电化学性能和气体分离性能，被认为是21世纪的新材料。聚噻吩又因电性能优异、易制备、热稳定性好、与其他通用高分子复合后仍具有较高的使用价值等特点引起了科研工作者的极大兴趣(CN10438656A)。通常，聚噻吩或聚噻吩衍生物与其他通用高分子制备聚噻吩复合材料的过程中选择不同的制备工艺和制备条件所得聚噻吩复合膜的导电性、形态及性能都有较大的差异。聚噻吩复合材料的制备一般有两种方法:化学法和电化学法。化学法分为直接法和间接法。直接法是指单体在催化剂的作用下，直接生成所需聚合物，然后采用滴涂的方法将聚噻吩涂覆在基材上。这种方法比较简单，但生成的聚合物溶解性差，难以加工成型。间接法是指首先合成溶解性和加工性能较好的低分子聚合物，然后涂覆在基材上，最后再进一步聚合成所需的复合材料。但是由于第二步中可能会发生交联反应以及生成多种共轭链构型，因而产物的导电率不高。电化学法可分为一步法和二步法。一步法是将聚合单体溶解于电解液中，支撑多孔聚合物基材置于电解液中，一次电解直接得到所需要的复合膜。所谓二步法是指:首先将聚合物基材粘接在电极上，并溶胀聚合物网络；然后通过电化学聚合，聚噻吩在基膜内生长(CN1911981A)。但是，通过长时间的研究发现，无论是采用化学法还是电化学法，聚噻吩复合的膜材料，始终存在着易从电极表面脱落和稳定性差等缺点，同时如果聚噻吩与通用高分子共混会在很大程度上降低材料的导电性。通常聚噻吩在基材上高度有序的排列，可以在一定程度上提高聚噻吩的导电率。虽然关于聚噻吩/绝缘聚合物复合材料的制备已经有过相关的报道，但是直接在绝缘聚合物膜上通过化学法原位聚合噻吩却还未见相关报道。
技术实现思路
本专利技术的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种高导电率的聚噻吩导电涂层。本专利技术的另一目的在于提供上述高导电率的聚噻吩导电涂层的制备方法。本专利技术的再一目的在于提供上述高导电率的聚噻吩导电涂层的应用。本专利技术的目的通过下述技术方案实现:一种高导电率的聚噻吩导电涂层，是通过化学氧化法使噻吩或噻吩衍生物在绝缘聚合物膜上进行原位聚合形成聚噻吩或聚噻吩衍生物得到的；所述聚噻吩或聚噻吩衍生物在绝缘聚合物膜上的厚度为30?100 μ m ;所述的绝缘聚合物膜优选聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚氨基双马来酰亚胺(PABM)或聚苯乙烯(PS)；所述的聚噻吩衍生物，其分子结构式如下所示:【权利要求】1.一种高导电率的聚噻吩导电涂层，其特征在于，是通过化学氧化法使噻吩或噻吩衍生物在绝缘聚合物膜上进行原位聚合形成聚噻吩或聚噻吩衍生物得到的；所述聚噻吩或聚噻吩衍生物在绝缘聚合物膜上的厚度为30~100 μ m。2.根据权利要求1所述的高导电率的聚噻吩导电涂层，其特征在于: 所述的绝缘聚合物膜为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氨基双马来酰亚胺或聚苯乙烯； 所述的聚噻吩衍生物，其分子结构式如下所示: 3.根据权利要求2的高导电率的聚噻吩导电涂层，其特征在于: 所述的聚噻吩衍生物为聚(3-甲基)噻吩、聚(3- 丁基)噻吩或聚(3-己基)噻吩。4.权利要求1~3任一项所述的高导电率的聚噻吩导电涂层的制备方法，其特征在于包含如下具体步骤: (1)将绝缘聚合物膜在O~10°C条件下于氯磺酸中进行磺化反应，反应时间为I~4h，得到磺化后的绝缘聚合物膜；将磺化后的绝缘聚合物膜用蒸馏水冲洗3~5次后在室温条件下干燥，得到表面具有磺酸根的绝缘聚合物膜； (2)将噻吩或噻吩衍生物溶于有机溶剂中得到单体溶液，将芳香族磺酸铁(III)溶于蒸馏水中得到芳香族磺酸铁(III)盐溶液； (3)将步骤(1)得到的表面具有磺酸根的绝缘聚合物膜浸入到步骤(2)得到的芳香族磺酸铁(III)盐溶液中浸泡I~2h，浸泡温度为O~30°C，取出该绝缘聚合物膜在50~80°C条件下烘干；然后将该绝缘聚合物膜浸入到步骤(2)得到的单体溶液中进行化学聚合形成聚噻吩或聚噻吩衍生物，其中反应时间为12~24h，反应温度为O~50°C;取出绝缘聚合物膜后，在50~80°C条件下烘干； 或者将步骤(1)得到的表面具有磺酸根的绝缘聚合物膜浸入到步骤(2)得到的单体溶液中浸泡I~2h，浸泡温度为O~30°C;取出该绝缘聚合物膜在50~80°C条件下烘干；然后将该绝缘聚合物膜浸入到步骤(2)得到的芳香族磺酸铁(III)盐溶液中进行化学聚合形成聚噻吩或聚噻吩衍生物，其中反应时间为12~24h，反应温度为O~50°C;取出绝缘聚合物膜后，在50~80°C条件下烘干； (4)重复步骤(3)，直到聚噻吩或聚噻吩衍生物在绝缘聚合物膜上的厚度为30~100 μ m，得到高导电率的聚噻吩导电涂层。5.根据权利要求4所述的高导电率的聚噻吩导电涂层的制备方法，其特征在于: 步骤(1)中所述的绝缘聚合物膜为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氨基双马来酰亚胺或聚苯乙烯。6.根据权利要求4所述的高导电率的聚噻吩导电涂层的制备方法，其特征在于:步骤(2)中所述的芳香族磺酸铁(III)盐溶液与单体溶液的摩尔浓度比为(1:4)~(4:I )，单体溶液浓度为0.01~0.2mol/L。7.根据权利要求4所述的高导电率的聚噻吩导电涂层的制备方法，其特征在于: 步骤(2)所述的有机溶剂为氯仿与乙醚组成的混合溶剂；氯仿与乙醚的体积比为(I:9)~(5:5)。 步骤(2)中所述的芳香族磺酸铁(III)为苯磺酸铁(III)、对甲苯磺酸铁(III)、对氨基苯磺酸铁(III)和萘磺酸铁(III)中的一种。8.根据权利要求4所述的高导电率的聚噻吩导电涂层的制备方法，其特征在于: 步骤(3)中所述的聚噻吩衍生物，其分子结构式如下所示: 其中，R=CmH2m+1, m代表取代基烷基链长度，m=l~6 ;n为重复单元数目。9.根据权利要求8所述的高导电率的聚噻吩导电涂层的制备方法，其特征在于:步骤(3)中所述的聚噻吩衍生物为聚(3-甲基)噻吩、聚(3- 丁基)噻吩和聚(3-己基)噻吩。10.权利要求1~3任一项所述的高导电率的聚噻吩导电涂层在电磁波屏蔽、防静电和有机电子器件领域中的应用。【文档编号】B32B27/08GK103753926SQ201410021115【公开日】2014年4月30日 申请日期:2014年1月16日 优先权日:2014年1月16日 【专利技术者】何宇, 杨坤, 陈荣, 本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：何宇，杨坤，陈荣，许凯，陈鸣才，方燕，许正敏，
申请(专利权)人：中科院广州化学有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。