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1、8、聚吡咯及其共聚物的研究进展??第27卷第7期??2011年7月高分子材料科学与工程POLYMERMATERIALSSCIENCEANDENGINEERINGVol.27,No.7Jul.2011聚吡咯及其共聚物的研究进展王婉秦,于德梅,解云川(西安交通大学理学院,陕西西安710049)摘要:作为典型的导电高分子材料,聚吡咯具有良好的光、电、磁特性,其应用已经涉及生物传感器、电致变色、防腐等领域,但聚吡咯天然的难溶熔性和难加工性一直制约着它的规模化应用。制备具有良好力学性能和溶解性的导电聚吡咯已经
2、成为该领域的重要研究内容。制备吡咯共聚物是改善和提高其性能的主要方法之一。文中介绍了聚吡咯及其共聚物近年来的研究进展,着重介绍了制备吡咯聚合物的方法,近期报道的新型吡咯共聚物的种类、合成方法,性能特点以及应用领域。关键词:聚吡咯;导电聚合物;共聚物中图分类号:TQ324.8??????文献标识码:A??????文章编号:1000??7555(2011)07??0175??04????聚吡咯(PPy)是典型的共轭聚合物,具有良好的光、电、磁特性,以及对生物和环境的无害性,使其成为理想的环境友好材料,因
3、此受到了广泛的重视。目前,聚吡咯的研究和应用不仅涉及传感器、电磁屏蔽、电致发光、电致变色以及防腐等领域[1,2],而且与纳米技术、生物技术结合,还可应用于智能材料领域,如用于制造分子导线、药物的可控释放,人工肌肉等。但纯粹的聚吡咯由于分子链的高度刚性,具有难加工,难熔融,难溶于有机溶剂的特点,成为聚吡咯实际应用的瓶颈,因此改善和提高聚吡咯的性能已成为研究的主要内容。制备吡咯的共聚物是重要的改性方法之一,它能够综合不同单体的优点,得到性能更好的新型共聚物。本文对近年来聚吡咯及其共聚物的研究进行了小结,
4、主要介绍聚吡咯及其共聚物的制备方法,近年来报道的新型吡咯共聚物的种类、性能特点以及应用领域。1??吡咯聚合物的制备方法1.1??化学氧化法化学氧化法是以金属盐等作为氧化剂制备吡咯聚合物,这是传统的制备方法之一,也是制备聚合物纳米粒子常用的方法。Yan[3]在含有FeCl3的溶液中,通过混入FeCl2控制氧化,得到的聚吡咯电导率可以达到220S/cm,与电化学法制备的聚合物薄膜相当。Jaroslav[4]等在水溶液中添加阴离子表面活性剂如十二烷基苯磺酸(DBSA)、溴化三甲基十四烷基铵(TTAB)等对
5、吡咯进行化学氧化聚合,得到的PPy电导率可达9??9S/cm。Migahed[5]在乙烯??乙烯基乙醇体系中以FeCl3为氧化剂聚合吡咯,制得的PPy电导率为1??0S/cm。1.2??电化学聚合法电化学聚合法是通过控制电化学条件在电极上沉积得到聚吡咯(PPy)。吡咯的聚合电位为0??7vs.SCE,是聚合电位较低的杂环化合物单体。电化学条件,如电极材料、溶剂、电解液等都会影响聚合。近年来,电化学方法与超临界技术相结合成为一种新技术。与传统聚合方法相比,在超临界体系中制备聚合物具有绿色、无污染的特点
6、。2002年,Ander??son[6]报道了超临界CO2体系中采用电化学方法制备PPy,电导率约为4??4S/cm,与电化学方法制备的电导率相当。Atobe[7]在超临界CHF3体系中制备了具有高度规整性的聚吡咯和聚噻吩薄膜。YanH[8]也采用电化学聚合法在二氧化碳和乙腈体系中制备了聚吡咯薄膜。此外,利用超临界体系,还可以制备聚吡咯和聚苯乙烯、聚吡咯和聚亚胺酯的复合物、聚吡咯/????Fe2O3磁性材料、聚吡咯??二氧化钛纳米复合材料等。1.3??等离子体聚合法收稿日期:2010??04??26
7、基金项目:中央高校基本科研业务费专项资金资助;国家自然科学基金资助项目(50803049)通讯联系人:于德梅,主要从事功能高分子材料的研究,E??mail:dmyu@mail.xjtu.edu.cn176高分子材料科学与工程2011年??与化学氧化和电化学聚合法相比,等离子体聚合得到的PPy结构复杂,电导率较低。Wang[9]比较了传统方法和等离子体法制备的PPy,发现等离子体法制备的PPy交联和枝化度更高,PPy膜表面更光滑和均一,但电导率和稳定性不如传统方法制备的聚吡咯。等离子体制备的PPy由于
8、交联度和枝化度高在电性能方面虽然不如传统方法制备的聚吡咯,但往往具有较好的发光性。Kumar[10]等采用等离子法制备了聚吡咯,研究了聚吡咯薄膜的光电学特性以及碘对聚合物薄膜的影响。Yang[11]等在常压下以不同强度的等离子体聚合吡咯,得到荧光性显著的纳米聚吡咯,以350nm波长激发,荧光发射波长在415nm~450nm。1.4??酶催化聚合法酶催化聚合是以生物酶引发单体聚合的方法。以酶为催化剂,吡咯的聚合反应能在较温和条件下进行,室温可在水溶液中进行而不使用有机溶
