原位聚合沉积制备高质量透明导电聚苯胺(PANI)薄膜

摘要

导电聚苯胺（PANI ）结构多样化，耐高温及抗氧化性能良好，导电性能优良并且在空气中稳定，但聚苯胺为共轭的刚性链结构，不溶不熔，限制了其加工应用。制备PANI 薄膜是改善其加工性的有效途径之一。许多基体浸入含有氧化剂的苯胺酸性溶液后，在其表面会自发地沉积PANI 薄膜；即原位聚合（in-situpolymerization ）沉积涂膜技术。该方法既可改善导电聚苯胺的加工性，又易工业化。透明导电PANI 薄膜具有优异的电学和光学性能，在光电器件及微电子器件方面具有潜在的应用前景。但实验证明沉淀聚合体系中所得PANI 薄膜表面形貌粗糙，主要由水相中直接生成的PANI 颗粒形状不规则、排列疏松所致；加入稳定剂可以降低表面粗糙度。国外文献报道了苯胺分散聚合体系玻璃表面PANI 膜的生长，并讨论了薄膜与溶液中同时生成的胶体粒子之间的关系。本文主要以水溶性高分子聚乙烯吡咯烷酮（PVP ）为稳定剂，玻璃为基体，在苯胺的分散聚合中原位沉积高质量（表面光滑，膜厚可控，电导率可调）透明导电PANI薄膜，研究了薄膜质量的影响因素。