原位聚合沉积透明导电聚苯胺薄膜的研究进展

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1、------------------------------------------------------------------------------------------------原位聚合沉积透明导电聚苯胺薄膜的研究进展　　化学推进剂与高分子材料２００５年第３卷第６期　ChemicalPropellants&PolymericMaterials·23·陶雪钰，陈骁，熊忠，李鹏，吴其晔（青岛科技大学教育部橡塑材料与工程重点实验室，山东青岛　　２６６０４２）关键词：原位聚合沉积；聚苯胺；透

2、明导电膜中图分类号：　ＴＱ２４６．３１　文献标识码：　Ａ　文章编号：　１６７２－２１９１（２００５）０６－００２３－０４导电聚苯胺（ＰＡＮＩ）原料易得，结构多样化，具有优异的物理化学性能，成为导电高分子中最有发展前途的品种之一。透明导电聚苯胺薄膜具有奇特的电学和光学性能，在光电器件及微电子器件领域有着广阔的应用前景。近年来关于透明导电聚苯胺薄膜的制备方法，如旋转涂膜、ＬＢ膜技术、电化学聚合、氧化扩散现场聚合等在文献中已相继报道，然而这些方法均存在某些局限性。最近人们对原位聚合（ｉｎ－ｓｉｔｕ　ｐｏｌｙｍｅ

3、ｒｉｚａｔｉｏｎ）沉积涂膜技术产生了兴趣，因为该方法具有不需要特殊设备、操作简单、膜厚可控、可涂布于各种形状的表面等优点，尤其对找不到合适溶剂的导电——————————————————————————————————————------------------------------------------------------------------------------------------------聚合物和某些特殊表面具有优势。原位聚合涂膜技术既改善了导电聚苯胺的加工性，又易工业化。并且，许

4、多应用场合，如电磁屏蔽、静电分散、印刷电路、电致变色、光电极和防腐等，都是对结构的表层有相应的光、电特性要求。因此，原位聚合的聚苯胺薄膜最近受到关注。电高分子薄膜与基体表面的黏附力就成了涂覆玻璃基体的主要问题。Ｓｔｅｊｓｋａｌ［１］等在载玻片上原位聚合了透明导电聚苯胺薄膜，发现这些薄膜的厚度与吸光强度具有线性关系，且薄膜的电导率与同时生成的本体聚苯胺的电导率相同［１］。膜的电导率和透光率与氧化剂、酸度、酸的种类、反应温度、反应时间及基体表面处理等有关。Ａｙａｄ［２］等研究了介质酸如硫酸、硝酸、磷酸与醋酸对

5、原位沉积聚苯胺薄膜的影响，发现ＰＡＮＩ膜的产量、生长速率与酸的种类及其浓度有关。使用硫酸或硝酸可避免高浓度盐酸引起的聚苯胺膜的降解。沉积时间相同，在硫酸、硝酸与盐酸介质中的产率相同，大约是磷酸介质中的５倍；而硫酸介质中的生长速率略高于相应的硝酸与盐酸介质，磷酸溶液中的生长速率远低于硫酸、硝酸与盐酸溶液中的生长速率。对于同一种酸，聚苯胺薄膜的产量随其浓度的增大而增大。Ａｙａｄ［３］等还研究了原位聚合聚苯胺膜形成的动力学及温度对薄膜的影响，发现该反应分别是氧化剂过硫酸铵（ＡＰＳ）及苯胺（Ａｎ）的０．５级与１级

6、反应；反应活化能为３９．７９ｋＪ／ｍｏｌ，与溶液聚合制备聚苯胺的活化能基本相同。紫外吸——————————————————————————————————————------------------------------------------------------------------------------------------------收光谱表明聚苯胺膜厚随时间延长而增大。Ｓａｐｕｒｉｎａ［４］等发现，在苯胺的原位聚合中加入少量钨酸钠可推迟沉淀聚合时间，有效地延长了反应诱导期，为聚苯胺膜的

7、生长提供更加有利的条件。因此，钨酸钠存在下在玻璃表面沉积了更厚的聚苯胺膜，同时膜的形貌由球状变为多孔和珊瑚状，研究表明聚苯胺的电导率随钨酸钠浓度的增大略有降低。马利［５］等采用原位聚合制备聚苯胺电致变色膜，得到了在室温条件下制备电致变色聚苯胺１　　原位聚合沉积透明导电聚苯胺薄膜强氧化剂如过硫酸铵等能氧化苯胺单体，形成低聚物或不溶性高聚物。部分导电高分子如聚苯胺等，能自发地在浸入聚合溶液的材料表面沉积，形成透明导电高分子薄膜。浸入反应混合物中各种不同的材料，像玻璃，塑料，纤维，织物，高分子微粒和其他无机物，

8、都可涂覆透明导电聚苯胺薄膜。１．１　　玻璃基体近年来对在玻璃和其他无机基体表面涂覆导电高分子涂层引起了极大关注。但通常光滑的玻璃表面与导电高分子薄膜的黏附力较差，因此，提高导收稿日期：２００５－０６－１３作者简介：陶雪钰（１９８１－），女，安徽宿州人，硕士研究生，主要从事多相高分子体系制备结构与性能研究。化学推进剂与高分子材料·24·　ChemicalPropellants&PolymericMaterials————