芳香族电子导电高分子的应用和进展VIP专享VIP免费

第17卷第5期高分子材料科学与工程VO1.17NO.52001年9月POLYMERMATERIALSSIENEANENGINEERINGSept.2001芳香族电子导电高分子的应用和进展袁新华12徐红星1魏贤勇2宗志敏2(1江苏理工大学材料工程学院系江苏镇江212013G2中国矿业大学能源利用与化学工程系江苏徐州221008)摘要:芳香族导电高分子由于同时具有金属或半导体的导电性能和芳香族聚合物热稳定性高~化学稳定性好~质轻牢固及良好的加工成型性的特点其应用正受到人们越来越多的关注O文中综述了芳香族电子导电高分子的应用和研究进展指出其存在问题和解决方法O关键词:芳香族化合物G聚合物G导电高分子G电子导电高分子中图分类号:TO324.8文献标识码:A文章编号:1000-7555(2001)05-0025-05有机聚合物通常都是绝缘体但自1977年美国科学家A.F.eeger和Macdiarmid发现聚乙炔具有明显的导电性后彻底改变了有机聚合物不能作为导电介质的观念[1]O这一研究成果为有机高分子材料的应用开辟了一个全新的领域O有机导电高分子由于具有质量轻~柔韧性好~可大面积成膜~电阻率可在较大范围内调节的特点近年来已被广泛应用于有机可充电电池电极材料~光电显示材料~信息记忆材料~屏蔽和抗静电材料~分子电子器件以及飞机机翼的防水前缘等方面O具有T-共轭的聚合物其结构单元中大T电子离域体系提供了可移动的电子从而具有优良的荧光性能或三阶非线性光电性能经掺杂后可作为有机导电高分子O主链上引入芳环可使导电高分子刚性增大整体结构更加稳定~牢固玻璃化温度和热稳定性也随之提高显示出优良的耐热性和更多的功能性能O1导电高分子的结构特征~导电机理和应用与常规的金属导电体不同导电高分子属于分子导电物质O按结构特征和导电机理导电高分子可分为电子导电高分子~离子导电高分子和氧化还原导电高分子O其中电子导电高分子是种类最多研究得最早的一类导电材料O在导电过程中其载流子为自由电子或空穴O这类导电高分子的共同结构特征是分子内都有一个长程由碳原子等的轨道相互重叠形成的线性共轭T电子主链给自由电子提供了离域迁移的条件O作为有机材料聚合物是以分子形态存在的其电子多为定域电子或具有有限离域能力的电子OT电子虽具有离域能力但它并不是自由电子O有机物中有共轭结构时T电子体系增大则电子的离域性增强可移动范围增大当共轭结构达到足够大时化合物即可提供自由电子从而能够导电O量子力学计算表明当反式聚乙炔中的大T键达到8个以上碳原子时即具有电子导电性O目前已知的电子导电高分子除了早期发现的聚乙炔外大多为芳香单环~多环和杂环的聚合物或共聚~均聚物如聚对苯撑~聚吡咯~聚噻吩和聚苯胺等O导电高分子具有金属或半导体的导电性能和聚合物的分子可设计结构多样化~可加工及相对密度轻的特点有着十分广阔的应用前景O导电高分子室温电导率可在绝缘体~半导体和金属范围内变化高电导率的导电高分子可用于电~磁屏蔽~分子导线等领域而半导体性的导电高分子可用于光电子器件和发光二极管收稿日期:2000-01-23G修订日期:2000-03-06基金项目:大连大学碳资源综合利用开放研究实验室开放课题基金(97003K)作者简介:袁新华(1975)男博士生.ED导电高分子的掺杂实质上是完全可逆的氧化还原反应掺杂脱掺杂时伴随着颜色的变化这一特性使导电高分子可实现电致变色或光致变色在屏幕显示和军事目标伪装上有着应用前景导电高分子完全可逆的掺杂脱掺杂过程与室温电导率相结合则可作为二次电池的电极材料若与可吸收雷达波的特性相结合则可作为快速切换隐身技术的材料另外导电高分子还可用于光开关~信息记忆材料~飞机内抗静电油箱和飞机内电气元件等方面几类典型的芳香族电子导电高分子.聚对苯炔(PPV)聚对苯炔(PPV)是第一个被用作发光层的聚合物它不仅本身具有优良的荧光~电致发光及三阶非线性光电性能而且经强氧化剂掺杂后是一类重要的导电材料[2]它是目前性能最好的高分子电致发光材料其中可溶性的PPV衍生物有望在电显示领域得到广泛应用Bur-rOughes等[3]首先报道了PPV具有电致发光性能此后电致发光高分子的分子设计~合成及共聚物E器件性能的研究成为最具有活力的研究领域PPV聚合物的合成方法有MOnni[4]前聚物法~Wesseling[5]前聚物法及去卤缩合聚合法[6]BurrOughes等合...