导电高分子材料的研究与应用探究作者：马冰琳来源：《电子世界》2011年第22期 【摘要】主要介绍了聚乙炔、聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺、聚对笨乙烯撑这几类导电高分子在近年来的研究进展。综述了提高导电高分子的电导率，改善其溶解性及可加工性的方法，以及导电高分子在电子器件、电池、电磁屏蔽材料、导电橡胶、透明导电膜等方面的实际应用和将来的研究方向。 【关键词】导电高分子；聚乙炔；聚苯胺；聚吡咯；聚噻吩
近年来，导电高分子的研究取得了较大的进展，科学家对其合成、结构、导电机理、性能、应用等方面经过多年的研究，已使其成为一门相对独立的学科。目前研究比较多的结构型导电高分子主要有聚乙炔、聚芳杂环化合物及其衍生物、聚芳环和芳稠环化合物及其衍生物。
1.导电高分子材料的研究进展
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1.1 聚乙炔（usb tokenPA）
PA是研究最早、最系统，也是迄今为止实测电导率最高的电子聚合物。白川英树采用Ti（OBu）4/AIR3为催化剂，用纯的四氢呋喃及苯甲醚为溶剂，得到了球状或颗粒状的聚乙炔膜。Naarman采用对聚合催化剂进行高温陈化的方法，聚合物力学性质和稳定性有明显改善，高倍拉伸后具有很高的导电性。王佛松，钱人元等人用稀土Nb及烷基铝作催化剂，通过改变溶剂或添加剂的种类及稀土/lc-a烷基铝的比率获得了具有纤维状结构的聚乙炔薄膜，其电导率在10～1000S/cm。曹镛等用Ti（OBu）排水帽4 珊瑚姜
/AIR3为催化剂，用纯的四氢呋喃及苯甲醚为溶剂，得到了球状或颗粒状的聚乙炔膜。王岱山等通过对Shirakawa催化体系进行特殊处理，得到了高性能的聚乙炔膜。王佛松等通过增重法及红外电子自旋共振法研究了不同催化体系得到的聚乙炔的空气稳定性，清楚了聚乙炔中的共轭双键易与空气中的氧气发生反应生成羰基化合物，导致聚乙炔的共轭结构被破坏，降低其电导率。为了改善聚乙炔的导电溶解等性能，人们研究了各种取代聚乙炔，发现乙炔有取代基时，聚合物的电导率降低，但却大大改善了它的溶解性，取代聚乙炔大多数都是可溶的，且取代聚乙炔，尤其是含氟炔烃的稳定性还比聚乙炔好。
1.2 聚芳杂环化合物及其衍生物
1.2.1 垃圾分类机聚吡咯（Ppy）
聚吡咯也是发现早并经过系统研究的导电聚合物之一。由于聚吡咯容易合成，导电率高，科研人员对其进行了广泛而深入的研究，并且逐渐向工业实际应用方向发展。但其有难溶难熔的缺陷，难以加工成型。王长松等采用吡咯单体在聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）的乙酸乙酯溶液中，以三氯化铁作为氧化剂进行现场氧化聚合得到了复合聚吡咯2聚甲基丙烯酸甲酯，电导率高达3.05S/cm，而且该复合导电薄膜在空气中的稳定性极好。为了改善其溶解性，3位取代的聚吡咯衍生物引起了人们的广泛注意，这类聚吡咯衍生物有些是可溶的。目前已经分别合成了聚（3-烷基吡咯），聚（3-烷基噻吩吡咯）等。闫廷娟采用以丙烯酸甲酯，苯乙烯和丙烯酸为单体进行乳液聚合而合成新型P（BSA），以其为基体，交联后在低温下吸附吡咯蒸气同时进行氧化聚合，得到新型的聚吡咯导电复合薄膜，电导率可达220S/cm。在3位上引入带有双苯基聚吡咯，其可溶可熔，电导率为10-4～10-3S/cm。研究表明，以过量的FeCl3为氧化剂，氮甲烷为溶剂，合成聚（1-烷基-2，5亚甲基吡咯），其电导率可达10-5～10-6S/cm，这种聚合物在空气中稳定性好，成型加工性优良。
1.2.2 聚噻吩（PTi）
相对于其它几种导电高分子，聚噻吩类衍生物大多数具有可溶解、高电导率和高稳定性等特性。TenKwanyue等合成了一系列烷基取代聚噻吩衍生物，掺杂前为深红，掺杂后聚3-甲基噻吩和聚3-已基噻吩最高电导率达1～5S/cm。Shi Jin以（BF3）-乙醚（EE）和AlCl3/CH3CN作为催化剂在低电位下进行电化学氧化聚合可以得到高导电性能的聚噻吩，其电导率可达到金属铝的电导率。用电解聚合法也可得到导电聚噻吩及其衍生物。
在单体中引入取代基，聚合物电导率可达1000S/cm以上的较高指标。在噻吩的3位上引入甲氧基，聚（3-甲氧基噻吩）的电导率为15S/cm，可溶于碳酸苯撑酯和二甲基亚砜中，并可浇注成膜。日本的小林等采用FeCl3，化学氧化法使3-丙基磺酸钠噻吩聚合，制得分子量10万、电导率为0.1S/cm的水溶性和自掺杂聚合物。另外，美国的Patilr则采用电解聚合法合成了侧链上具有丁基磺酸基的蓝可溶性聚噻吩。若在聚噻吩的3，4位上引入环氧烷烃二羟基，可使聚合发生在2，5位上，这样的导电聚合物同时具有较好的导电性和稳定性，且具有电致变。
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