聚噻吩


 

聚噻吩及其衍生物因其环境稳定性、热稳定性和与其他导电聚合物相比的高光学性能而被广泛研究。聚噻吩被广泛用于制造非线性光学器件、光致变色模块、聚合物LED、防腐涂层,并被用于储能装置。聚噻吩的电子和光学特性可以通过掺杂工程或化学修饰来调节。聚噻吩的带隙在3-1eV之间变化,这取决于所使用的掺杂剂和侧链。

 

聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)(PEDOT)是聚噻吩的一个重要衍生物,它的高电和电光性能被彻底研究。PEDOT衍生物的主要问题是它不溶于水。通过在PEDOT基体中引入聚磺酸盐(PSS)等聚电解质,这一问题被成功克服。PSS通过电荷平衡机制既是掺杂剂又是稳定剂。PEDOT:PSS衍生物具有高导电性、良好的机械灵活性和长期热稳定性。

 

通过溶剂处理、引入表面活性剂和改变PSS的浓度,聚噻吩及其衍生物的电性能得到增强。聚(3-己基噻吩)(P3HT)是聚噻吩的另一类衍生物,其应用主要集中在光电子和电子领域。P3HT因其广泛的可得性、低成本、著名的形态和易加工性而受到欢迎。P3HT是一种半结晶聚合物,其主干是由孤立的环和线性侧链组成的。这种结构安排使其能够自由地对构象空间进行采样。P3HT的玻璃化温度被记录为12℃,它具有200兆帕至1千帕的高拉伸模量,它随合成方法和样品的纯度而变化。

 

聚噻吩在20世纪80年代初通过山本和林-杜德克路线进行了化学合成。其他先进技术,如直接溶胶凝胶、氧化合成、有机金属耦合反应、电聚合、模板辅助合成以及水热和溶胶热技术,都得到了有效研究。

 

 

Fig. 聚噻吩的合成

 

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