导电聚合共混物介绍

在非导电聚合物中加入导电聚合物（掺杂的共轭聚合物）可以改善其导电性。如下所示的共轭聚合物一般不具有导电性（如半导体），但与酸混合后会具有1S/cm的导电性，如无机酸（盐酸、硫酸）、碘或有机酸（如十二烷基苯磺酸）。

使用阴离子表面活性剂（如十二烷基苯磺酸）作为共轭聚合物的掺杂剂，有研究者研究聚苯胺-十二烷基苯磺酸共混物，研究发现，有机酸掺杂聚苯胺属于热塑性材料，添加热塑性塑料进行熔融加工可以获得熔体共混物，而不是颗粒填充的热塑性复合材料。聚苯胺-DBSA混合物在传统聚合物（如聚甲基丙烯酸甲酯）中进行共混，混合物的导电率可低至1%。混合物的结构形态为相互连接的线性网状结构，而不是预期的分散颗粒结构，因此渗透率较低。熔融共混物（ABS、PC、PSF、PE）添加聚苯胺-十二烷基苯磺酸后可以观察到相似的实验结果。乳液共混物添加聚苯胺-十二烷基苯磺酸后也具有较低(0.5%）的导电率，主要原因是聚苯胺-十二烷基苯磺酸在粒子界面集中，形成了乳液固有膜而形成了渗透网状结构。该特性下图所示，与导电聚合物颗粒的混合形成了对比。将导电炭黑加入聚醋酸乙烯乳液可以获得相同的结果，其体积渗透率为2.5%。本文阐述聚苯胺共混物与有机聚合物的制备及其特性，并探讨其力学性能、热稳定性、导电性及加工性能。聚苯胺的制备方法是在聚合物基体、溶液或熔融共混物中采用原位化学法或电化学法聚合。

炭黑改性的水性聚酯型聚氨酯和水性聚氨酯聚醚的导电渗透率低至炭黑的0.2%。加入炭黑后导电率发生变化，拉伸强度大幅度提高。在不相容的聚合共混物熔体中加入导电炭黑，其导电渗透率也较低，主要原因是炭黑在聚合物的两相界面处聚集。共混物的组分为中等浓度时，其相态界面的连续网状结构上图所示。

导电聚合物的另一个应用领域是将聚合掺杂物与共轭聚合物混合，该方法可以获得有效的催化剂，使薄膜产生良好的导电性。带强酸基团的聚合物（如聚苯乙烯磺酸）可以产生良好的成膜特性及导电性，如PEDOT:PSS，聚乙烯二氧噻吩(PEDOT）与聚苯乙烯磺酸（PSS）共混，应用于抗静电涂层、电容器、空穴注入/空穴传输层发光二级管（LED）设备。

PSS存在时，聚乙烯二氧噻吩在水中进行聚合反应可以产生稳定的水分散，分散后可以形成均匀透明的，具有多种用途的导电薄膜。添加高沸点溶剂（如甲基吡咯烷酮）后，PEDOT:PSS薄膜的导电性可以提高一个数量级，可用于柔性透明导电电极的触摸面板和光电显示屏。在电导率为10^-2S/cm的条件下，在水媒介中使聚苯胺、聚2-乙基苯胺、聚邻氨基苯乙醚混合物发生原位聚合反应制备PSS，在高温条件下将含羟酸聚合物与聚苯胺结合产生交联网状结构体系。在均苯四甲酸二酐/氧化二苯胺与聚苯胺共混物合成过程中，聚酰亚胺前驱体聚酰胺酸中可以观察上述结论。