Электроактивные композиты на основе полипиррола, полианилина и пористых пленок полиэтилена

• Автор: Смирнов, Михаил Александрович
• Шифр специальности: 02.00.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 149 с. : ил.

1.1. Механизм полимеризации пиррола

1.2. Влияние условий полимеризации пиррола на структуру

полипиррола.,

1.2.1. Полимеризация пиррола под действием кислот

1.2.2. Природа окислителя

1.2.3. Роль свойств растворителя.

1.2.4. Температурный режим процесса полимеризации

1.3. Механизм образования проводящей формы полианилина

1.4. Полимеризация анилина в различных условиях

1.4.1. Роль реакционной среды.

1.4.2. Влияние температуры синтеза.

1.4.3. Выход и электропроводность полианилина, полученного
при различных соотношениях окислительмономер.
1.5. Электропроводящие полимерные композиты и методы
их получения.
1.5.1. Механическое смешение компонентов.
1.5.2. Полимеризация i i.
1.5.3. Микроструктура электропроводящих композитов.
1.6. Постановка задачи исследования
Глава 2. Объекты и методы исследования.
2.1. Получение пористых пленок полиэтилена и определение
их характеристик.
2.2. Синтез проводящих полимеров на пористых полиэтиленовых
подложках
2.2.1. Полимеризация из газовой фазы мономера
2.2.2. Синтез полипиррола в растворе мономера
2.2.3. Синтез полианилина
2.2.4. Дедопирование ППир
2.3. Определение механических характеристик
2.4. Методы измерения электропроводности.
2.5. Определение сорбционных характеристик.
2.6. Методы идентификации структуры полимеров
Глава 3. Получение композиционных систем, содержащих
проводящий полимер на пористых полиэтиленовых пленках и изучение
их структуры
3.1. Влияние способа полимеризации пиррола на характер
образования ППир на пористой подложке.
3.2. Зависимость состава композиционной системы ПЭППир от
состава растворителя
3.3. Влияние полимеризационной среды на процесс
осаждения ПАНИ
3.4. Влияние температуры синтеза на формирование проводящих
полимеров в объеме пор ПЭ подложки
3.5. Особенности химического строения ППир в композиционных
системах, приготовленных различными способами.
3.6. Идентификация химической структуры ПАНИ.
3.7. Морфология поверхности пористых ПЭ подложек и
композиционных систем с проводящими полимерами
Глава 4. Электрические и механические свойства композиционных систем полиэтиленпроводящий полимер.
4.1. Влияние структуры пористой ПЭподложки на электропроводность композиционных систем.
4.2. Влияние условий приготовления композиционных систем на их
электропроводность.
4.3. Поглощение ИКизлучения композиционными системами
ПЭППир.
4.4. Механические свойства композитов
Глава 5. Сорбция растворителей композиционными системами
ПЭППир
5.1. Сорбция низкомолекулярных веществ пористыми ПЭ подложками
5.2. Влияние содержания ППир в композиционной системе
на характер сорбции.
5.3. Сорбционные свойства ППир в композиционных системах
ПЭППир.
5.4. Влияние сорбированного растворителя на проводимость
композитов ПЭППир
Заключение.
Основные выводы Список литературы
Введение


Цель диссертационной работы заключалась в разработке способа получения высокопроводящих композиционных систем, содержащих электропроводящие полимеры ППир и ПАНИ на пористых полиэтиленовых ПЭ пленках сравнении химической структуры проводящих полимеров, полученных различными способами, и изучении электрических, сорбционных и механических свойств композитов. Исследовать влияние условий синтеза на дефектность химической структуры проводящего полимера и величину электропроводности композиционных систем, содержащих проводящие полимеры ППир и ПАНИ на пористых ПЭ пленках. Определить влияние структуры пористой подложки на морфологию проводящего полимера в композиционной системе. Изучить влияние электропроводности композиционных систем на их способность к поглощению электромагнитного излучения в ИКдиапазоне. Исследовать влияние сорбции полярного метанол и неполярного нгексан растворителей композиционными системами ПЭППир на их электропроводность. Морфологию поверхности композиционных систем исследовали методом сканирующей электронной микроскопии. Процесс сорбции изучали путем измерения изотерм сорбции паров растворителей композиционными системами в вакуумной сорбционной установке, оснащенной весами МакБена. Механические характеристики образцов определяли с помощью кривых напряжениедеформация. Электропроводность измеряли двухдисковым и четырехточечным методами. Объектами исследования являлись композиционные системы, полученные методом окислительной химической полимеризации пиррола и анилина i i на пористых пленках ПЭ. ПЭ. ИКизлучения композиционными системами ПЭППир. Практическая значимость работы заключается в том, что на основе электропроводящих полимеров получены композиционные системы, сочетающие высокую электропроводность, достигающую рекордных значений для композиционных систем с проводящими полимерами 0 Смсм, с механическими свойствами эластичной подложки. Эти композиты перспективны для использования в качестве эффективных поглотителей электромагнитного излучения в ИКдиапазоне, и хемосенсоров для органических растворителей. Работа выполнена в соответствии с планом научноисследовательских работ ИВС РАН по темам Исследование процессов формирования сложных мембранных полимерных систем и сеток, их физикохимических, сорбционных и разделительных свойств и Многокомпонентные микро и наноструктурные композиционные системы электропроводящие и фильтрационноразделительные материалы, гели, сетки, их физикохимические, электрофизические, транспортные и сорбционные свойства. При проведении синтеза в растворе образуются цепи с меньшим количеством дефектов химической структуры, что позволяет получить полимер с большей длиной цепи сопряжения и более высокой электропроводностью. ПЭ подложке и полученные методом полимеризации пиррола в растворе i i, обладают рекордно высокой электропроводностью 0 Смсм при сохранении механических свойств эластичной подложки. ПЭППир достигается при проведении полимеризации в смешанном растворителе метанолвода. ПЭППир с электропроводностью свыше 1 Смсм поглощают более . ПЭППир описывается уравнением двойной сорбции. Характер сорбции зависит от полярности растворителя неполярный нгексан образует кластеры, а полярный метанол равномерно распределяется по всему объему полимера. Апробация работы. Ii i. ИВС РАН и гг. Мэрии СанктПетербурга г. Работа выполнена в ИВС РАН в Лаборатории физической химии полимеров. Личный вклад автора состоял в проведении химической окислительной полимеризации i i на пористых ПЭ подложках и изучении электрических и сорбционных свойств полученных высокопроводящих композиционных систем. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, выводов и списка цитируемой литературы. Работа изложена на 9 страницах, содержит таблиц и рисунков, список литературы включает 9 наименований. Глава 1. В качестве окислителя чаще всего применяют соли переходных металлов в высоких степенях окисления , например, соли Ре или Си . В некоторых работах используют и другие агенты, например . На основе кинетических экспериментов установлено, что продуктом окисления пиррола является катионрадикал пиррола II. В работе электрохимическим методом определена величина стандартного окислительного потенциала пары пирролкатионрадикал пиррола в ацетоне, которая составила 1. В. Среднее время жизни катионрадикала составляет около мке .