由分子链构象转变及结构重组引起的聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸/聚乙烯醇纤维高性能化

摘要

采用一种新颖的二甲基亚砜(DMSO)蒸汽处理的方法制备高导电性的(聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐/聚乙烯醇)(PEDOT:PSS/PVA)有机导电纤维.通过分析蒸汽处理前后纤维在化学结构、形貌、表面化学组分及分子链构象等方面的变化,探究蒸汽处理提高纤维导电性能的机理.结果表明,蒸汽处理引起纤维内部结构重组和分子链构象转变,显著提高了纤维导电性能.蒸汽处理使PEDOT和PSS间发生相分离,部分无定形的PSS链段富集到纤维表面,减少了毗邻的导电PEDOT颗粒间绝缘的PSS层厚度,促使导电PEDOT颗粒之间形成更好的导电网络通路,进而增强纤维导电性能.蒸汽热处理还使PEDOT分子链构象由苯式结构转变为利于载流子传输的醌式结构.随着蒸汽处理的进行,纤维表面变得光滑,表面粗糙度下降;同时,纤维的力学性能有所提升.