Синтез, структура и свойства интерполимерных комплексов полианилина с полиамидосульфокислотами различного строения

• Автор: Исакова, Александра Александровна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 134 с. : ил.

Введение

Глава ГЛитературный обзор.

Полианилин методы синтеза и исследование его свойств.

Введение.

1.1 Структура и номенклатура полианилина

1.2.Получение полианилина и механизм реакции

1.2.1.Условия проведения химического синтеза полианилина

1.3.Электрохимический метод синтеза полианилина.

1.4. Матричный синтез полимеров.

1.4.1. Маличный химический синтез композитов полианилина

1.4.2. Особенности электрохимической матричной полимеризации композитов гость хозяин

1.4.3. Формирование интерполимерных комплексов полианилина в результате кислотноосновного взаимодействия
1.4.4. Формирование интерполимерных комплексов методом матричной химической полимеризации
1.4.5. Матричный электрохимический синтез интерполимерных комплексов полианилина
1.5. Свойства иолианилина.
1.5.1. Электронные спектры полпанплина
1.5.2. Спсктроэлектрохимическос поведение пленок полианилина
1.5.3. Окислительновосстановительные переходы полианилина
1.6. Практическое использование полианилина для создания устройств
1.6.1. Использование полианилина в электрохромных устройствах. Основные принципы работы электрохромных устройств.
1.6.2. Органические светоизлучающие диоды на основе полиапилина.
1.6.3. Применение полианилина в медицине и биологии.
Глава 2. Методика эксперимента.
2.1. Материалы и оборудование.
2.2. Химическая окислительная полимеризация.
2.3. Электросинтез полианилина в присутствии полпсульфокислот.
2.3.1. Электрохимическая ячейка для проведения электрохимического синтеза полианилина.
2.5. Спектральные измерения электрохимического синтеза i i
2.6. Спектральные измерения растворов и пленок полианилина
2.7. Спектроэлектрохимические измерения.
2.8. Измерения толщины полимерных пленок
2.9. Методика приготовления светодиодов на основе
интерполимерных комплексов полианилина.
2 Использование метода атомносиловой микроскопии для
исследования структуры полианилиповых слоев
2 Применение методов компьютерного моделирования для анализа
структуры интерполимерных комплексов.
Глава 3. Результаты и обсуждение
3.1. Строение и свойства использованных матричных полиамидосульфокислот
3.2. Матричный химический синтез полианилина.
3.2.1. Особенности матричного синтеза полианилина в присутствии смеси матриц различного типа.
3.3. Свойства тонких пленок интериолимерных комплексов полианилина, полученных путем матричной химической полимеризации
3.4. Атомносиловая микроскопия пленок химически синтезированных интерполимерных комплексов ПАНиПАМПСК
3.5. Электрохимический синтез полианилина в присутствии полиамидосульфокислот различного строения
3.6. Свойства пленок полианилина, полученных методом матричной
элсктрополимеризации.
3.7. Атомносиловая микроскопия электрополимеризованных пленок
матричных полианилиновых комплексов
Глава 4. Практическое применение слоев интериолимерных комплексов полианилина
4.1. Использование интерполимерных комплексов полианилина в качестве инжектирующих слоев в электролюмпнесцентых устройствах
4.2. Электрохромые устройства на основе интерполимерных комплексов полианилина
4.3. Применение интерполимерных комплексов полианилина в
вирусологии.
ВЫВОДЫ
Благодарности.
Список используемой литературы


Работа отмечена дипломом 1ой степени год и премией имени академика М. М. Дубинина год на конкурсе молодых ученых Инстнгута Физической Химии и Электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН секция Нано и супрамолекулярных систем. ГЛАВА I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР Полпаннлин методы синтеза и исследование его свойств. Введение. Первые работы по синтезу и исследованию полимеров с сопряженными связями были проведены в конце х годов прошлого века почти одновременно несколькими группами ученых, возглавляемых Полем, Берлиным, Блюменфельдом, Топчиевым, Ванниковым, Каргиным . Открытие в г. К числу таких полимеров относится и полианилин ПАНп, который является одним из старейших синтетических полимеров и занимает особое место в ряду проводящих полимеров. Научные исследования ПАНп начинаются с сообщения в i i г. В дальнейшем последовала череда статей и патентов в области химического и электрохимического синтеза, а также исследования его свойств. Классификация ПАИи по степеням окисления была дана в году и 9, которая используется и в настоящее время. В дальнейшем следует отмегить открытие его пол проводниковых свойств в х годах прошлого века и создание в году на основе ПАНи первого полимерного источника тока . В году группа ученых, возглавляемых . Экспериментальный материал, накопленный за годы исследований, показывает, что ПАНи является очень интересным и перспективным полимером. Это связано с особенностями его допирования, при кагором необходимо обеспечить не только определенное редокс состояние, но и необходимую степень протонирования. С прикладной точки зрения он является весьма многообещающим материалом, поскольку обладает высокой стабильностью в различных средах, просто синтезируется, экономичен и лепсо доступен. Интерес к этому полимеру обусловливается постоянно расширяющимися возможностями его применения. Проводятся исследования, в которых ПАНи используется для создания химических источников тока, сенсорных устройств различного гипа, в качестве антикоррозионных покрытий, элеюрохромного материала, инжектирующего дырочного реже в качестве люминесцирующего слоя в светодиодах, в фотовальтаических ячейках и др. Термин полианилин был широко использован в прошлом для обозначения любого полимерного материала, полученного путем окисления анилина. Строение ПАНи как полипфениленаминимина было доказано ЯМР3С, ИК, КРспекгроскопией полипфениленаминимина с последующим сравнением его свойств со свойствами ПАНи полученного обычным способами химической и электрохимической окислительной ноликонденсацией анилина . Схема 1 наглядно иллюстрирует основные формы ПАНи и их взаимопревращения , . Ч0О
Лейкоэмеральдин
Схема 1. Основные формы ПАНи и их взаимопревращения . Протонированиедепротонированне и окислениевосстановление является обратимыми процессами при определенных условиях. Для теоретического анализа состояния в , предложено воспользоваться диаграммой состояния рис. ПмЩ ЩПруЦЬ где п4, пНю п количество атомов М,
связанных с ними атомов И и положительных зарядов соответственно в элементарной или кратной ей ячейке полимерной цепочки ,. Рис. Диаграмма теоретически возможных форм ПАНи ,. Восстановленная форма лейкоэмеральдин, С6Н. ЧНХ имеет заполненную валентную зону, 1, и является изолятором. Ее протонирование не приводит к увеличению проводимости. Окисленная форма С6Нчтх, пернигранилин имеет наполовину заполненную валентную зону, 1е , что предполагает наличие металлических свойств. Но его структура димеризована, что приводит к расщеплению всех энергетических зон на две. Таким образом, из валентной зоны формируется заполненная и пустая зоны, разделенные энергетической щелыо Пайерлса, которая увеличивается за счет отталкивания атомов водорода в ортоположениях соседних колец. Высокопроводящими являются протонированные промежуточные редокс состояния ПАНи, находя щиеся в окрестности соли эмеральдина, Тс, Гр. Наличие основных атомов азота, способных обмениваться со средой протонами приводит к дополнительной возможности инжектирования заряда, причем в высокой концентрации допирование кислотами.