聚噻吩性质

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苯胺

1.苯胺aniline苯分子中的一个氢原子为氨基取代而生成的化合物。

分子式C6H5NH2。

是最简单的一级芳香胺。

无色油状液体。

熔点－6.3℃，沸点184℃，相对密度1.02 （20／4℃），相对分子量93.128，加热至370℃分解。

稍溶于水，易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。

暴露于空气中或日光下变为棕色。

可用水蒸气蒸馏，蒸馏时加入少量锌粉以防氧化。

提纯后的苯胺可加入10～15ppm的NaBH4，以防氧化变质。

2.分子结构：苯环上的C原子以sp2杂化轨道成键，N原子以sp3杂化轨道成键。

苯胺苯胺呈碱性，与酸易生成盐。

其氨基上的氢原子可被烃基或酰基取代，生成二级或三级苯胺及酰基苯胺。

当苯胺进行取代反应时，主要生成邻、对位取代产物。

苯胺与亚硝酸反应生成重氮盐，由此盐可制成一系列苯的衍生物和偶氮化合物。

3.工业上主要采用两种方法生产苯胺①由硝基苯经活性铜催化氢化制备，此法可进行连续生产，无污染。

②氯苯和氨在高温和氧化铜催化剂存在下反应得到。

苯胺是重要的化工原料，主要用于医药和橡胶硫化促进剂，也是制造树脂和涂料的原料。

苯胺对血液和神经的毒性非常强烈，可经皮肤吸收或经呼吸道引起中毒。

4.理化特性主要成分：纯品外观与性状：无色或微黄色油状液体，有强烈气味。

pH：熔点(℃)：-6.2沸点(℃)：184.4相对密度(水=1)： 1.02相对蒸气密度(空气=1)： 3.22折光率（20℃）：1.5863饱和蒸气压(kPa)：2.00(77℃)燃烧热(kJ/mol)：3389.8临界温度(℃)：425.6临界压力(MPa)： 5.30辛醇/水分配系数的对数值：0.94闪点(℃)：70引燃温度(℃)：无资料爆炸上限%(V/V)：11.0爆炸下限%(V/V)： 1.3溶解性：微溶于水，溶于乙醇、乙醚、苯。

主要用途：用于染料、医药、橡胶、树脂、香料等的合成。

其它理化性质：溶解度：3.6 g/100 mL，20 °C5.稳定性和反应活性稳定性：极易被空气中的氧气氧化。

聚噻吩_碳纳米管复合材料的制备与性能研究

聚噻吩/碳纳米管复合材料的制备与性能研究3郭洪范,朱　红,林海燕,张积桥,於留芳(北京交通大学理学院,北京100044)摘　要:　利用原位化学氧化聚合法将噻吩单体原位聚合包覆在碳纳米管上,制备出聚噻吩/碳纳米管(P Th/CN T)复合材料,并对其形貌、结构、电性能和热稳定性等进行了初步的研究。

研究结果表明聚噻吩包覆在碳纳米管上形成以碳纳米管为核,以聚噻吩为壳的核壳纳米线结构。

加入少量的碳纳米管就能显著改善导电聚合物的电性能和热性能。

碳纳米管的加入没有改变聚噻吩的主链结构,对聚噻吩的结晶状况也没有产生很大的影响。

关键词:　聚噻吩;碳纳米管;复合材料中图分类号:　TB332文献标识码:A 文章编号:100129731(2007)09214962031　引　言导电聚合物由于具有密度低、结构多样化、可分子设计、电磁参量可调等优点而具有很好的发展前景,并且已经引起科学界的广泛重视。

在众多的导电聚合物材料中,聚噻吩及其衍生物由于具有容易聚合、优异的物理化学性能、电导率可调和环境稳定性良好等特点而成为导电聚合物领域的研究热点[1]。

碳纳米管是最具代表的纳米材料之一,其独特的分子结构,使其具有许多优良的物理化学性能[2]。

碳纳米管具有密度小、强度高、导热和导电性能优良等特点,其独特的力学和电磁学性能预示着它能在广阔的领域内应用[3]。

碳纳米管的复合改性已经成为目前材料的研究热点之一,尤其是将碳纳米管与含有π电子的导电聚合物通过π2π非共价键作用相结合而得到的复合材料[4～6]是非常有研究价值的材料,并且已经取得了一定的进展,形成复合材料后能够改进导电聚合物的力学性能和其它性能[7],而且还可以防止碳纳米管团聚作用的发生。

但是到目前为止对用具有共轭π键的聚噻吩来包覆碳纳米管的详细研究却鲜有报道,在本文中,采用原位化学氧化聚合法将聚噻吩包覆在碳纳米管上,并对其结构、电磁性能、热稳定性等进行了研究,希望此类材料能够在隐身材料、导电材料和纳米器件等领域内得到应用。

导电聚合物的合成及应用

导电聚合物的合成及应用随着科技的不断发展，导电聚合物作为一种新型材料，被广泛应用在各种领域。

导电聚合物具有低成本、易加工、可调性强、柔性好等特点，因此备受关注。

一、导电聚合物的基本概念导电聚合物是一种具有导电性能的高分子材料，通过聚合物分子内部共轭体系的构建，使得它们具有较好的电子传输性质。

导电聚合物可分类为三类：聚噻吩系列、聚苯和聚吡咯系列。

其中聚噻吩系列导电聚合物具有电子亲和性强、电化学稳定性好、可溶于多种溶剂等优点，因此被广泛应用。

二、导电聚合物的合成方法导电聚合物的合成方法主要分为两类：化学合成和物理合成。

1. 化学合成化学合成是指通过有机合成方法合成导电聚合物。

目前较为常用的有两种，一种是电聚合法，另一种则是化学氧化聚合法。

电聚合法是利用电化学反应原理，将单体溶液在电极上施加电场，使单体离子发生电子转移，形成共轭体系聚合物。

这种方法具有操作简单、反应快速等优点。

化学氧化聚合法是在单体中加入化学氧化剂，通过氧化反应进行聚合。

这种方法具有化学反应速度快、产物质量好等优点。

2. 物理合成物理合成是指在导电聚合物体系中添加导电填充剂，如碳黑、金属纳米粒子等，使其具有导电性。

这种合成方法操作简便，可以用于大规模制备。

三、导电聚合物的应用导电聚合物具有众多的应用，以下列举几个例子：1. 电子器件导电聚合物具有导电性能，可以用于制作电子器件。

例如，OLED显示屏、柔性可穿戴设备等都广泛应用了导电聚合物。

2. 锂电池导电聚合物在锂电池领域得到广泛应用。

其中最具代表性的是聚噻吩系列的导电聚合物，可以用于制作锂电池正极材料。

3. 活性废水的处理导电聚合物可以通过电解反应对活性废水进行处理，其处理效率较高。

4. 传感器导电聚合物的导电性能可以用于制作电化学传感器、气敏传感器等。

总之，导电聚合物具有广泛的应用前景，其合成方法也在不断完善，未来有望得到更广泛的应用。

噻吩简介

噻吩噻吩（thiophene），含有一个硫杂原子的五元杂环化合物。

分子式C4H4S。

存在于煤焦油和页岩油中；由煤焦油分馏得到的粗苯和粗萘中，含有少量的噻吩。

无色、有刺激性气味液体。

熔点－38.2℃，沸点84.2℃，相对密度1.0649（20／4℃）。

溶于乙醇、乙醚、丙酮、苯等。

噻吩具有芳香性，与苯相似，比苯更容易发生亲电取代反应，主要取代在2位上。

噻吩2位上的氢也很容易被金属取代，生成汞和钠等的衍生物。

噻吩环系对氧化剂具有一定的稳定性，例如，烷基取代的噻吩氧化后可以形成噻吩羧酸。

用金属钠在液氨和甲醇溶液内还原噻吩，可得二氢噻吩，以及某些开环化合物。

用催化氢化法还原噻吩，可得四氢噻吩。

工业上噻吩用丁烷与硫作用制取。

实验室中噻吩用1，4-二羰基化合物与三硫化二磷反应制取。

乙酰基丁酮与硫化磷反应，能生成2，5-二甲基噻吩。

噻吩在许多场合可代替苯，用作制取染料和塑料的原料，但由于性质较为活泼，一般不如由苯制造出来的产品性质优良。

噻吩也可用作溶剂。

CAS No.：110-02-1理化特性[回目录]分子式：C H S 分子量：84.13外观与性状：无色液体，有类似苯的气味Ph值：熔点(℃)：一38.3℃相对密度(水=1)：1.06 沸点(℃)：84.2相对密度(空气=1)：2.9 饱和蒸汽压(kPa)：5.33/12.5燃烧热(Kj/mol)：2802.7 临界温度(℃)：96.8临界压力(MPa)：无资料辛醇／水分配系数：无资料闪点(℃)：一9 自燃温度(℃)： 395爆炸下限[%(V/V)]：1.5～爆炸上限[%(V/V)]：12.5最小点火能(mJ)：0.31 最大爆炸压力(MPa)：0.843溶解性：本品不溶于水，可混溶于乙醇、乙醚等多种有机溶剂噻吩提取法[回目录]噻吩存在于炼焦生成的粗苯馏分中，为焦油杂质。

因噻吩与苯的沸点接近，难以用一般的分馏法将二者分开。

目前世界上的精馏提取方法主要是加氢精制法、硫酸精制法和溶剂萃取法。

导电聚合物电化学.

特点：具有恒电位聚合同样的优点
聚合反应间歇进行
导电聚吡咯的电化学制备
表 1. 支持电解质阴离子对制备的聚吡咯膜的结构和性能的影响阴离子 BF4PF6AsF6ClO4HSO4CF3SO3CH3C6H4SO3(TsO-) CF3COO0.25 1.45 12 掺杂度 0.25-0.32 0.25-0.32 0.25-0.32 0.30 0.30 0.31 0.32 密度(g/cm3) 1.48 1.48 1.48 1.51 1.58 1.48 1.37 电导率(S/cm) 30-100 30-100 30-100 60-200 0.3 0.3-1 20-100
43.8 11.9 1.6 5.7 2.3
0.5
54.2
1.0 73.8 17.7 2.6 9.1
2.0 56.9 18.0 4.4 12.3
3.0 17.1 5.5
4.0 14.3 2.2 14.3
Y.F. Li, J. Yang, J. Appl. Polym. Sci., 65(1997) 2739.
* 在含 1%水的乙腈电解液中电化学聚合.
水溶液中支持电解质阴离子对制备的聚吡咯膜电导和密度的影响
聚吡咯膜的性质电导率 / Scm-1 20～30 － 12 12 60～200 60～200 4～30 10 真实密度/ gcm-3 1.575 1.558 1.540 1.549 1.368 1.364 1.516 1.532 表观密度/gcm-3 0.52 0.36 0.38 0.46 1.24 1.25 1.25 1.26
[Y.F. Li, G.F. He, Synth. Met., 94(1998) 127]
小结
吡咯电化学聚合条件对制备的导电聚吡咯性质的影响

电化学聚合

单体在电解液中生成齐聚物，齐聚物增长到一定程度会在电极表面析出形成核，在核附近继续生长成膜。
电化学聚合机理—副反应
在电聚合的过程中除了上述的反应路线外，β 位和杂原子也可发生氧化聚合反应生成的产物，破坏分子链的共轭性，降低电导率。
电化学聚合机理—另一种机理
电化学聚合研究和表征
光谱学、电镜方法
该过程生成聚合物。下面以噻吩为例：
电化学聚合的机理聚噻吩
① 噻吩单体氧化
电化学聚合的机理聚噻吩
阳离子自由基活性
电子转移的速度是远远大于Ｒ＋*的扩散速度的，单体不
断的氧化而阳离子自由基来不及扩散，因此在电极附近的
浓度会不断的増大。
当Ｒ＋*比较稳定时，会扩散到溶液中反应生成低分子量
可溶的物质；当Ｒ＋*活性过大时，会直接与溶剂或者电解质阴离子发生反应，生成的物质同样的低分子量且可溶解。当Ｒ＋*活性在两个极端之间时，就可以发生聚合反应。
电化学聚合装置
ＥＣＰ反应装置为三电极体系的电解池，三种电极分别为：工作电极、对电极和参比电极。工作
对电极
电极参比电极
工作电极：指的是待研究的反应发生所在的电极。对电极：又称辅助电极。参比电极：一个电势己知且能够保持稳定的电极。反应过程中参比电极中没有电流通过，以其作为标准来测定工作电极的电位，对电极与工作电极之间有电流流过。
目录
电化学聚合概述
电化学聚合机理
电化学聚合影响因素电化学聚合特点
电化学聚合概述
电化学聚合(ECP) 是指在有适当电解液的电解池里，通过一定的电化学方式进行电解，使单体在电极上因氧化或还原或分解为自由基或离子等而发生的聚合反应。
1979年，Diaz通过对吡咯单体的电化学聚合得到了均一性好的薄膜，开创了ECP制备导电聚合物的先河，很快这种方法推广到了噻吩、苯胺等单体的聚合。

噻吩简介

噻吩噻吩（thiophene），含有一个硫杂原子的五元杂环化合物。

分子式C4H4S。

存在于煤焦油和页岩油中；由煤焦油分馏得到的粗苯和粗萘中，含有少量的噻吩。

无色、有刺激性气味液体。

熔点－38.2℃，沸点84.2℃，相对密度1.0649（20／4℃）。

溶于乙醇、乙醚、丙酮、苯等。

噻吩具有芳香性，与苯相似，比苯更容易发生亲电取代反应，主要取代在2位上。

噻吩2位上的氢也很容易被金属取代，生成汞和钠等的衍生物。

噻吩环系对氧化剂具有一定的稳定性，例如，烷基取代的噻吩氧化后可以形成噻吩羧酸。

用金属钠在液氨和甲醇溶液内还原噻吩，可得二氢噻吩，以及某些开环化合物。

用催化氢化法还原噻吩，可得四氢噻吩。

工业上噻吩用丁烷与硫作用制取。

实验室中噻吩用1，4-二羰基化合物与三硫化二磷反应制取。

乙酰基丁酮与硫化磷反应，能生成2，5-二甲基噻吩。

噻吩在许多场合可代替苯，用作制取染料和塑料的原料，但由于性质较为活泼，一般不如由苯制造出来的产品性质优良。

噻吩也可用作溶剂。

因噻吩与苯的沸点接近，难以用一般的分馏法将二者分开。

目前世界上的精馏提取方法主要是加氢精制法、硫酸精制法和溶剂萃取法。

聚噻吩共轭高分子P3HT在二甲苯溶液中相分离行为对其光物理行为

利
用
強
噴
燈
封
加熱至70℃
管
共軛高分子完全溶解
濃度 0.1 wt% ~ 3.0 wt%
1.老化時間對P3HT/二甲苯溶液的光物理行為
1-1.P3HT/二甲苯隨老化時間凝膠變化圖
圖為在室溫條件進行觀察降溫效應對P3HT/二甲苯溶液之光變色性及凝膠的行為
1-2.動態光散射檢測
Normalized Intensity Correlation Function, G(t)
1-3.偏光顯微鏡分析
50μm
(a) 0min
50μm
50μm
(b) 30min (c) 60min
50μm
50μm
50μm
(d) 150min
(e) 210min (f) 270min
50μm
(g) gel
(a)-(f) 1.0 wt% P3HT/二甲苯溶液在20 ℃條件下隨不同老化時間的POM圖 (g) 完整凝膠的POM圖。
0.5 wt%
PL intensity , a.u.
400
500
600
700
800
Wavelength (nm)
P3HT/Xylene 1.5wt% 90 min 60 min 50 min 40 min 30 min 20 min 10 min 0 min
1.5 wt%
400
500
600
700
800
1-8.偏光顯微鏡觀察結晶型態
50μm
0.5 wt%
50μm
1.0 wt%
50μm
1.5 wt%
50μm
3.0 wt%
圖為AFM 1.6 wt %之(a)新鮮溶液與(b)凝膠圖

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聚噻吩
聚噻吩CAS号:
英文名称: POLYTHIOPHENE 英文同义词: POLYTHIOPHENE 中文名称: 聚噻吩
中文同义词: 聚噻吩CBNumber: CB5943180
分子式:
分子量: 0
MOL File: Mol file
聚噻吩化学性质
安全信息
聚噻吩性质、用途与生产工艺
化学性质
掺杂后导电率为10-16-102(S/cm)，聚噻吩是不溶不熔的，但聚噻吩在掺杂前是较稳定的。

用途
用于导电材料等。

生产方法
聚噻吩的合成可用化学法和电化学制成；将噻吩单体与电解质过氯酸四乙基铵混合加到硝基苯中，以玻璃板上镀上氧化铟，氧化锡分别作阳极和阴极进行电化学聚合，电流密度为2mA/cm2，噻吩在阳极表面发生聚合，形成墨绿色的聚噻吩薄膜(含有过氯酸盐离子)，电解温度为-20-+30℃，通电20min，可生成约10μm 厚的薄膜，很易从电极上剥下来，这种薄膜当在100℃空气中加热时不分解，本身是柔性的，制造工艺较简单，可得到导电率为13(Ω.cm)-1。