Плазмохимические превращения и особенности полимеризации анилина

• Автор: Федосеева, Евгения Николаевна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 101 с. : ил.

Оглавление
Введение.

Глава 1. Литературный обзор

1.1. Общие представления о структуре и свойствах полианилина.

1.2. Химический метод синтеза полианилина.

1.3. Электрохимический метод синтеза полианилина

1.4. Матричные методы синтеза полианилина.

1.5. Механизм химической и электрохимической полимеризации анилина

1.6. Плазмохимическая полимеризация анилина.

1.7. Свойства полианилиновых пленок, полученных плазмохимическим методом.

1.8. Особенности структуры полианилина, синтезированного в плазме тлеющего разряда

Заключение к главе 1
Глава 2. Влияние условий плазмохимического синтеза на структуру и электрофизические свойства полимерной пленки
2.1. Объекты и методы исследования
2.2. Исследование состава газовой фазы в процессе плазмохимической полимеризации анилина.
2.3. Механизм плазмохимической полимеризации анилина
2.4. Взаимосвязь газофазных и поверхностных.
плазмохимических процессов.
2.5. Структура полимера из анилина, полученного в разряде постоянного тока
2.6. Электрофизические свойства полимерных пленок, синтезированных из реакционных смесей различного состава.
Список литературы


В настоящее время полимерные полупроводники, в частности ПА, применяются на практике в химических и потенциометрических сенсорах в качестве материалов, проводимость которых имеет высокую чувствительность к атомарному и молекулярному составу газовой среды . Разработка сенсоров на основе композитных материалов, для создания которых ПА используют в качестве проводящей матрицы, представляет интерес для специалистов в области водородной энергетики . Долговременная химическая стойкость ПА позволяет применять полианилиновые покрытия для обеспечения антикоррозийной защиты металлов . На сегодняшний день накоплен большой объем экспериментальных данных по плазмохимическому синтезу полимерных полупроводников. ПА, как наиболее перспективного для практического использования материала. Однако ни в одной из работ не затронут вопрос изучения газофазных процессов протекающих в плазме. Несмотря на то, что все исследователи отмечают присутствие некоторого количества алифатических групп в полимерной цепи полупроводников, синтезированных в низкотемпературной плазме, какиелибо количественные оценки концентрации алифатических фрагментов в макромолекулах отсутствуют, а механизмы их возникновения не установлены. Как известно, причиной отсутствия селективности процессов, протекающих в плазме, является участие в них частиц электронов и фотонов с широким энергетическим спектром, часть из которых имеет энергию, достаточную для разрыва связей в бензольном кольце мономера. На основе экспериментальных исследований кинетики плазмохимических превращений молекул анилина в плазме можно сделать выводы о возможных механизмах разложения молекул мономера в плазме с образованием газофазных продуктов и об их вкладе в процесс роста полимерной пленки на электроде. Кроме того полианилин может существовать в трех основных формах лейкоэмеральдиновая, эмеральдииовая и пернигранилиновая, структура которых отличается количественным соотношением хиноидных и бензоидных звеньев в макромолекулах. Все три формы являются диэлектрическими, однако, окислительное допирование лейкоэмсральдиновой формы ПА приводит к образованию проводящей соли эмеральдина. Вопрос о влиянии состава реакционной смеси на структуру и свойства полимера, синтезированного в плазме, до сих пор остается открытым. В качестве объекта исследований нами был выбран полианилин один из широко применяемых полимерных полупроводников. Основные цели данной работы изучить кинетику и механизм плазмохимических превращений анилина. Определить соотношение газофазных разложение анилина и поверхностных полимеризация процессов. Установить зависимость структуры и электрофизических свойств полианилина от состава плазмообразующей смеси. Проведение кинетических исследований газофазных превращений анилина и стабильных молекулярных продуктов его фрагментации в плазме методом массспектрометрии. Установление количественного соотношения газофазных и поверхностных процессов. Анализ возможности участия газофазных продуктов разложения анилина в процессе полимеризации на электроде. Анализ влияния соотношения парциальных давлений паров анилина и буферного газа азот, аргон в реакционной смеси на кинетику газофазных плазмохимических процессов. Исследование структуры полианилина методами ИК, РФЭ, УФ и ЯМРспектроскопии. Исследование электрофизических и оптических свойств ПА. Анализ влияния состава плазмообразующей смеси на структуру и свойства ПА. Более подробный обзор, посвященный методам получения полианилина, содержится в главе I. В ней рассмотрены химический, электрохимический, матричный и плазмохимический методы синтеза ПА и проведен их анализ. ПА, полученного плазмохимическим методом. Глава 2 посвящена исследованию влияния условий плазмохимического синтеза на структуру полимерной цепи и электрофизические свойства полианилина. Подробно описана методика приготовления исследуемых образцов, приведено описание экспериментальных установок и условий проведения электрических и оптических измерений. Также приводятся основные результаты экспериментов по изучению газофазных процессов, протекающих в плазме анилина и данные о структуре и свойствах ПА, синтезированного в плазме.