聚(3,4-乙撑二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸基复合导电纤维的制备及其性能

为探究导电填料的掺杂方式对纤维结构和性能的影响机制,以聚(3,4-乙撑二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)为基体,银纳米线和石墨烯为导电填料,采用湿法纺丝技术制备了PEDOT:PSS基复合纤维,并采用聚氨酯(PU)对纤维进行封装。利用扫描电镜、电化学工作站、万能试验机、疲劳试验机、接触角测量仪对纤维的结构和性能进行表征,分别研究了纺丝液和凝固浴中导电填料对纤维结构和电学性能的影响。结果表明:采用凝固浴掺杂法易将导电填料附着于纤维表面,所制备复合纤维的电导率为(421.19±75.14)S/cm,相较于纯PEDOT:PSS纤维提高了22.4%;复合纤维表面亲水性强,静态接触角为62.9°;PU封装复合纤维具有优异的弯曲稳定性和耐水洗性能。

提高聚(3,4-乙撑二氧噻吩)∶聚苯乙烯磺酸电导率的最新研究进展

随着能源危机和环境污染问题的日益严峻,近年来热电材料的研究越来越受到人们的关注。聚(3,4-乙撑二氧噻吩)∶聚苯乙烯磺酸(PEDOT∶PSS)被认为是热电性能最好的有机热电材料之一。PEDOT∶PSS具备好的成膜性、高的透明性、优异的电导可控性以及热稳定性。系统地综述了提高PEDOT∶PSS电导率的一些物理、化学方法,探讨了其电导率增强的机理以及介绍了其目前最新的应用情况。预期未来具有高电导率和高透明性的PEDOT∶PSS薄膜材料的研究将得到突破性发展。

碲化镉量子点/聚(3,4-乙撑二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸复合纳米微球的原位聚合与光学性质

通过原位种子聚合构筑了碲化镉量子点(CdTe QDs)/聚(3,4-乙撑二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸(PEDOT-PSS)复合纳米微球。利用扫描电镜、红外光谱、X射线光电子能谱、紫外-可见吸收光谱及荧光发射光谱对其形貌、结构、光学吸收性质及光致发光性能进行了测试分析。研究结果表明,原位聚合的CdTe/PEDOT-PSS复合物具有规则的球状结构,其吸收光谱是两个单独组分的吸收光谱的加和,发射光谱中550nm左右的峰是电荷转移的结果,显示了CdTe/PEDOT-PSS复合微球作为光电器件材料的潜在应用价值。

二甲基亚砜改性聚(3,4-乙撑二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸薄膜的研究及应用进展

二甲基亚砜(DMSO)被称为“万能溶剂”,除了在化学、医学、化妆品等领域的常规应用,在有机电子领域也有展现出特色应用。聚(3,4-乙撑二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)是一类卓越的水分散性导电聚合物材料,具有优异的可加工性、混合性、生物兼容性、成膜性以及可商业规模生产等优势,被广泛应用于抗静电涂层、透明电极、有机太阳能电池、超级电容、生物传感等新材料和绿色能源领域。DMSO对调控PEDOT:PSS薄膜的形貌、导电、热电、功函,界面接触、力学、自修复等性能具有重要作用。基于我们团队及国内外学者在本领域的研究成果,本文系统综述了DMSO对PEDOT及其衍生物:PSS(PEDOTs:PSS)作用的效果及其机制,探讨了应用中面临的问题与挑战。

二次掺杂提高聚3,4-乙撑二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸钠电导率的研究现状

聚3,4-乙撑二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸钠(PEDOT/PSS)作为目前运用最为成功的导电高分子材料,能溶解在有机溶剂与水溶液中,具有高透过和热稳定性。但是其本身的电导率较低,这是由于PEDOT与PSS之间形成项链状的核壳模型。详述了导电高分子PEDOT/PSS的合成及通过掺杂提高其电导率的方法,并探究了掺杂对其核壳结构的影响。

基于聚3,4-乙撑二氧噻吩:聚苯乙烯磺酸盐薄膜的忆阻元件特性分析

采用聚3,4-乙撑二氧噻吩:聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT:PSS)作为存储层构建了ITO/PEDOT:PSS/Al的三明治结构的忆阻元件。利用半导体参数分析仪对该元件的忆阻特性进行了分析,实验结果表明:该元件具有双稳态阻变特性,并且具有非挥发型Flash存储特性,并展现了良好的数据保持特性和耐久特性。在双对数坐标系中分别对低阻态和高阻态的阻变转换机制进行了数据拟合,低阻态载流子传输为欧姆传导机制,高阻态载流子传输为空间电荷限制电流机制。

聚3,4-乙撑二氧噻吩的合成及性能

介绍了聚3,4-乙撑二氧噻吩(PEDT)的合成过程、性能及测试方法。通过聚苯乙烯磺酸(PSS)掺杂,解决了PEDT的加工问题,研究了氧化剂及掺杂剂的用量、反应体系的浓度、反应温度、反应时间、PSS的磺化度和加料方式对PEDT性能的影响。

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

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.

牛血清白蛋白诱导聚(3,4-乙撑二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸导电互穿网络水凝胶制备与性能

由于具有优异的导电性、生物相容性、柔韧性和稳定性,聚(3,4-乙撑二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)导电水凝胶被广泛用于生物传感、神经电极及可穿戴电子等领域。但是,目前合成PEDOT:PSS导电水凝胶大都是通过大幅增加离子强度和降低pH改变PEDOT:PSS的聚集状态使其成胶,条件较苛刻。本文发现一种温和的PEDOT:PSS成胶方法,即通过对牛血清白蛋白(BSA)进行解折叠,改变空间构象,随后充分暴露的多肽链能够原位诱导PEDOT:PSS一步快速形成PEDOT:PSS/BSA互穿网络导电水凝胶。研究表明,该水凝胶不仅保持了PEDOT:PSS网络优异的导电性,同时解折叠的BSA赋予凝胶优异的溶胀性、力学性能和热性能。水凝胶溶血率均低于5%,表明其具有良好的细胞相容性,同时观察到该互穿凝胶能够在人体皮肤、橡胶、塑料和玻璃等多种基底材料上进行黏附,而且由于网络中大量的非共价键存在,该凝胶展现出优异的自愈合性能。总之,本文提供的PEDOT:PSS/BSA互穿网络水凝胶的制备方法及优异性能使其在可穿戴电子及伤口敷料等领域具有良好的应用前景。

PSS-VS共聚物掺杂PEDOT的合成与表征

以苯乙烯磺酸钠(SSS)和乙烯磺酸钠(SVS)的共聚物PSS-VS为掺杂剂,过硫酸铵(APS)为氧化剂,采用化学氧化法制备了PEDOT/PSS-VS分散体,研究了PSS-VS的共聚比、分子量和用量等因素对PEDOT/PSS-VS导电性能及平均粒径的影响,分析了PEDOT/PSS-VS粒子形成过程。结果表明,SSS/SVS共聚摩尔比为5/5,单体与APS摩尔比为60时制得的PSS-VS掺杂PEDOT具有较好的导电性和分散稳定性,SO3-/EDOT=2,APS/EDOT=1.5,PEDOT/PSS-VS固含量为2.8%时制得的PEDOT/PSS-VS电导率可达11.74S/cm,分散体平均粒径为447nm。

乙二醇掺杂对PVA/PEDOT∶PSS导电纤维结构和性能的影响

通过湿法纺丝制备聚乙烯醇(PVA)/聚3,4-乙撑二氧噻吩:聚对苯乙烯磺酸(PEDOT∶PSS)共混纤维,为改善共混纤维的导电性能,在PVA/PEDOT∶PSS共混纺丝液中加入乙二醇,制备出掺杂不同乙二醇含量的共混纤维。探究了乙二醇掺杂对PVA/PEDOT∶PSS共混纤维结构和性能的影响,并分析机理。采用红外光谱、原子力显微镜、显微共聚焦激光拉曼光谱仪,高阻计和电子单纤维强力仪对共混纤维的结构和性能进行测试表征。结果表明,随着乙二醇掺杂量的增加,共混纤维电导率逐渐增加,最高达到15.9 S/cm;拉曼光谱显示乙二醇掺杂使PEDOT主链发生苯醌转变,PEDOT的主要特征峰发生红移;红外光谱显示掺杂不改变共混纤维的化学组成;原子力显微镜结果显示随着乙二醇掺杂质量分数的提高,PEDOT与过剩PSS发生相分离,共混纤维表面粗糙度增加;此外,随着乙二醇掺杂质量分数的提高,共混纤维的拉伸强度逐渐升高,断裂伸长逐渐降低。

TPE基皮-芯结构导电纤维的制备及应用

首先介绍了弹性导体的国内外研究现状,归纳聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)∶聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT∶PSS)导电纤维的发展概况,研究影响PEDOT∶PSS导电性的因素以及制备工艺,探索最合适的纺丝工艺参数。通过观察纤维的微观形貌和测试力学性能发现,当热塑性弹性体(TPE)纺丝液质量分数为55%,纺丝速率为15 mm/h时,纤维的力学性能最好,最大应力为18.6 MPa,最大应变为1 515%。在此基础上对氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SEBS)纺丝液和PEDOT∶PSS纺丝液进行同轴湿法纺丝,通过分析不同形貌的TPE基皮-芯结构纤维,探究不同表面和横截面形貌的纤维的导电性能以及力学拉伸性能,发现当皮层TPE纺丝液的质量分数为55%、纺丝速率为15 mm/h,芯层质量浓度为22 g/L的PEDOT∶PSS纺丝速率为15 mm/h时,纤维的力学性能和导电性能最好,电阻最佳能达到0.2 MΩ/cm。

微纳米花状高聚物纤维基有机电化学晶体管及其性能

纤维基有机电化学晶体管因其生产工艺灵活、柔性可编织、工作电压低、灵敏度高、选择性及生物相容性优异等特点在可穿戴柔性电子产品、理疗保健和生物传感领域应用前景广阔,并成为各国科研工作者争相研究的热点。针对目前有机薄膜晶体管平面结构存在的缺陷,采用一维柔性芳纶纤维为电极原材料,分别利用十六烷基三甲基溴化铵和氧化石墨烯对纤维表面进行改性,并在改性纤维表面原位聚合一层聚(3,4-乙撑二氧噻吩)-聚对苯乙烯磺酸钠导电高分子。所得纤维电极导电性可高达600Ω/cm,将该纤维电极组装成有机电化学晶体管器件,其输出性能稳定且开关比可达103数量级。

退火工艺对PVA／PEDOT：PSS共混纤维性能的影响

将聚乙烯醇(PVA)的水溶液与聚3,4-乙撑二氧噻吩:聚对苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)水分散液共混,以甲醇作为凝固浴,通过湿法纺丝制得PVA/PEDOT:PSS共混导电纤维。通过改变湿法纺丝后处理过程中的退火工艺,探究不同的退火工艺对PVA/PEDOT:PSS共混导电纤维性能的影响。通过红外光谱分析仪、高阻计、电子单纤维强力仪和扫描电子显微镜对共混纤维的结构与性能进行测试表征。结果表明,随着退火温度的增加及退火时间的延长,PVA/PEDOT:PSS共混导电纤维的电导率均呈现出增加的趋势;单纤维拉伸强度逐渐增加,拉伸断裂伸长率逐渐减小;纤维表面粗糙度增大,沟槽数量增多。

凝固浴中氯化锂的添加对PEDOT∶PSS导电纤维结构与性能的影响

以不同比例的丙酮/异丙醇为凝固浴,通过湿法纺丝制备聚3,4-乙撑二氧噻吩∶聚对苯乙烯磺酸(PEDOT∶PSS)纤维,确定纺丝最佳凝固浴配比是丙酮/异丙醇体积比1∶1。在此基础上,探究了凝固浴中加入不同量的氯化锂对PEDOT∶PSS纤维结构和性能影响,并分析其机理。采用扫描电子显微镜、数字万用表、电子单纤维强力仪、显微共聚焦拉曼光谱仪、X射线衍射仪对纤维结构和性能进行测试表征。结果表明,凝固浴中氯化锂的加入可使纤维内部均匀紧密,并有效增加纤维强度,在氯化锂质量分数为0.4%时,纤维强度高达(247±7.5)MPa;且氯化锂的添加不改变纤维的结晶,但能使PEDOT分子链的共轭结构缩短,增加缠结,提高纺丝连续性和纤维强度。

导电水凝胶微纤维的微流控制备及应变传感性能研究

以聚乙烯醇(PVA)为柔性基材,选用具有优良导电特性的聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT-PSS)和氯化锂(LiCl)作为导电材料,应用微流控技术可控产生的喷射液流为模板,通过快速界面交联反应连续可控制得PVA/PEDOT-PSS导电水凝胶微纤维,研究了PVA/PEDOT-PSS导电水凝胶微纤维的结构与性能。结果表明:PVA/PEDOT-PSS导电水凝胶微纤维表面光滑、致密,其直径约为435μm,内部为三维多孔结构;PEDOT-PSS质量分数为0.5%的PVA/PEDOT-PSS导电水凝胶微纤维的拉伸强度最大,该纤维未经含LiCl的乙二醇/水(EG/H 2O)溶液浸泡的断裂应变约368%,拉伸强度为1.27 MPa,而经含LiCl的EG/H 2O溶液浸泡过的断裂应变升至约454%,拉伸强度升至2.51 MPa;经含LiCl的EG/H 2O溶液浸泡的PEDOT-PSS质量分数为0.5%的PVA/PEDOT-PSS导电水凝胶微纤维,具有较宽的应变传感检测范围(应变可达300%),能快速(响应时间约180 ms)、灵敏(0~150%应变时灵敏度系数为1.88,150%~300%应变时灵敏度系数为3.00)、重复、稳定地检测外力拉伸作用下的应变变化,实现对人体不同部位运动的实时灵敏检测。

牵伸倍率对PEDOT-PSS/PVA复合导电纤维结构与性能的影响

将合成的导电聚(3,4-乙撑二氧噻吩)-聚对苯乙烯磺酸(PEDOT-PSS)与聚乙烯醇(PVA)共混,通过湿法纺丝,得到了电导率较高、力学性能良好、可进行机织的PEDOT-PSS/PVA复合导电纤维,研究了牵伸倍率对纤维导电性能、结构、热性能和力学性能的影响。结果表明:随着牵伸倍率的增加,PEDOT-PSS/PVA复合导电纤维表面的微纤数量增加,结晶性能、热稳定性及力学性能均有所提高;当PEDOT-PSS/PVA复合导电纤维的牵伸倍率为4.0时,其断裂强度、伸长率和初始模量分别为6.74cN/dtex、5.95%和42.43cN/dtex,电导率可达到34.5S/cm,具有良好的应用性能。

PEDOT:PSS导电性能优化方法的研究进展

导电高分子材料聚(3,4-乙撑二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)因其稳定性好、电导率高、溶液加工性好等优点而受到人们的广泛关注。PEDOT:PSS的电导率经化学或物理的方法处理后会有较大改变。对提高PEDOT:PSS材料电导率的方法进行了综述,通过掺杂(有机溶剂、无机纳米粒子、酸处理)、与碳材料复合等方法可以提高PEDOT:PSS的电导率,并对其以后的发展进行了展望。

PEDOT：PSS薄膜在有机光电子领域的研究进展

PEDOT∶PSS薄膜的导电率高、透光性好、且稳定易加工,在有机光电子领域,特别是在有机太阳能电池和有机发光二极管领域得到了广泛的应用研究。从PEDOT∶PSS薄膜的应用和改性两个方面综述了近10年PEDOT∶PSS薄膜在有机太阳能电池和有机发光二极管领域的研究成果,初步展望了其以后的发展方向。

合成条件及二次掺杂剂对PEDOT／PSS水分散液电导率的影响

为提高聚(3,4-乙撑二氧噻吩)/聚对苯乙烯磺酸(PEDOT/PSS)水分散液的稳定性和电导率,研究了聚合时的搅拌速率和掺杂剂PSS用量对PEDOT/PSS水分散液导电性能和稳定性的影响,发现最佳搅拌速率为720 r/min,PSS的最佳含量为PSS与EDOT的质量比为3∶1.同时,研究了聚乙二醇200(PEG 200)、PEG 400、二甲基亚砜(DMSO)、乙二醇(EG)和山梨醇作为二次掺杂剂对PEDOT/PSS水分散液电导率的影响.结果表明,添加一定量的二次掺杂剂均可以提高PEDOT/PSS水分散液的电导率,其中山梨醇的效果最好,当添加质量分数为9%的山梨醇时,PEDOT/PSS的薄膜电导率从0.45 S/cm增加到51.26 S/cm,这主要是因为山梨醇的加入使得PEDOT主链由苯式结构转变为醌式结构,更有利于载流子的迁移.