Электрофизические свойства и их связь с молекулярной структурой окисленных π-сопряженных полимеров

• Автор: Набиуллин, Роберт Завильевич
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 147 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1.СТРУКТУР А И ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
ПРИРОДНЫХ тг-СОПРЯЖЕННЫХ ПОЛИМЕРОВ
1.1. Общий метод описания дипольной поляризации
в двухуровневых системах
1.2. Дипольная поляризация макромолекул
1.3. Молекулярная упаковка
1.4. Электронные свойства л-сопряженных полиаценовых
полимеров пеков
ГЛАВА 2. СТРУКТУРНО-ГРУППОВОЙ АНАЛИЗ
ПРИРОДНЫХ л-СОПРЯЖННЫХ ПОЛИМЕРОВ И МЕТОДЫ ИХ ПРИГОТОВЛЕНИЯ
2.1. Объекты и их допирование
2.2. Изучение структуры высокомолекулярных компонентов
нефтей методом ИК-спектроскопии
2.3. Рентгеновская дифрактометрия пеков смолы пиролиза
бензина допированных йодом
ГЛАВА 3. ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ КОМПОНЕНТОВ НЕФТЕЙ
3.1. Основы метода исследования электрофизических свойств
71-СОпряженных полимеров
3.2. Низкочастотная диэлектрическая спектроскопия
3.3. Методика и результаты исследований на постоянном токе
3.4. Результаты низкочастотной диэлектрической спектроскопии
3.5. Влияние ионизированных центров на проводимость
3.6. Исследование электрофизических свойств природных
я-сопряженных полимеров методом микроволнового
возмущения объема
3.7. Методика и результаты исследований (ЭПР) в природных
я-сопряженных полимерах
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИХ
СВОЙСТВ ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ КОМПОНЕНТОВ НЕФТЕЙ МЕТОДОМ ВРЕМЕННОЙ ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СПЕКТРОСКОПИИ (ВДС)
4.1. Методика высокочастотной диэлектрической спектроскопии
4.2. Изучение высокомолекулярных компонентов нефтей
методом ВДС
4.3. Поляризация двухуровневой системы
4.4. Модельные расчеты дипольных моментов
в окисленных полиенах
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ РАБОТЕ
ЛИТЕРАТУРА
ВВЕДЕНИЕ
В последние годы в нашей стране, как и за рубежом активно изучаются синтетические сопряженные полимеры, такие как полипирол, политиофен, полиацетилен. Изучение их представляет как практическое, так и теоретическое значение. Такие полимеры находят самое широкое применение в качестве элементной базы молекулярной электроники, сенсоров, фоточувствительных систем, аккумуляторных батарей и т.д. В развитии исследований полимеров заинтересованы и теоретики. Наличие элементов пониженной размерности дает возможность проверки с их помощью новых теоретических моделей.
Самое существенное свойство данного класса веществ - это высокая проводимость. В других случаях эти полимеры могут быть превосходными диэлектриками, которые меняют свою проводимость до уровня полупроводниковой и металлической при химическом или электрохимическом легировании акцепторными или донорными примесями.
Наиболее ярким представителем синтетических я-сопряженных полимеров является полиацетилен (ПА). Именно у этого полимера, имеющего простейшую структурную формулу (одномерная цепочка с альтернированием связей), впервые удалось наблюдать увеличение внутренней проводимости при легировании иодом. В настоящее время получены образцы, у которых проводимость изменяется во много раз.
Эти результаты стали основой поисков новых возможностей синтеза и исследования свойств всех я-сопряженных полимеров. Одним из возможных представителем этого класса веществ могут являться высокомолекулярные компоненты нефти (природный я-сопряженный полимер). До настоящего времени необоснованно мало уделялось внимание исследованию природных я-сопряженных полимеров. Изучение таких веществ интересно даже с

Рассмотрены зависимости s(cd) в диапазоне 10-10бГц при Т=-108°С и -3 С. Рассчитана плотность состояний на уровне Ферми N(Ep)=2,6-101 9(эВсм '). Результаты анализа поляризационной проводимости, сделанного авторами в рамках модели КМТ, были сопоставлены с аналогичными результатами Мотта и Девиса [45], полученными ими из аналитического выражения для а' (со):
а'(ш) = А(Т) [1п(1/(йт0)]4

а” (со) = 7tN2e2/6kT(2a)'5 со | [1п(т/т0)]4

Сравнение показало хорошее совпадение для величин времени релаксации т0 ниже К)-1'с во всей исследованной частотной области 110-10 Тц).
В работе японских ученых [61] проведен анализ электрических свойств обширной группы органических материалов сконструированных из ароматических колец, эти материалы называют одномерные графиты. К числу таковых авторы причисляют структурно простейшие члены ряда: полиацен [62], полиперилен [63], полиаценацен [64], электронные свойства которых были теоретически исследованы в работах [62] и [63], а синтез указанных полимеров достаточно интенсивно проводился в 80-х годах, и максимальное достигнутое значение проводимости для синтезированного полиперилена равно 570Сименс/см [69].
Но наиболее интересными полиаценовыми материалами являются не простейшие (модельные) синтетические вещества [62-64], а полупроводниковые материалы полученные в ходе пиролиза фенол-формальдегидных смол (которые являются прототипами одномерных графитов [66]). Причем авторы подчеркивают, что проводимость полиаценовых пиролизованных материалов меняется в широких пределах (10"п-10°Сименс/см) и более, в зависимости от степени карбонизации или