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高導(dǎo)電性涂層材料
用作涂層材料的高導(dǎo)電性Clevios?可將表面電阻降至 100 歐姆/平方。一般來講,聚合物屬絕緣體。但是,有一類特殊聚合物,也即本征導(dǎo)電性聚合物,其導(dǎo)電性介于半導(dǎo)體和金屬之間(從10 - -4 到103 S/cm)。兼具金屬與聚合物的特性,給眾多應(yīng)用領(lǐng)域帶來嶄新的發(fā)展機(jī)會(huì),這在電子工業(yè)領(lǐng)域尤為明顯。通常情況下,需要利用水溶性較好的PSS作為絡(luò)合離子與PEDOT形成PEDOT:PSS聚合物,使不溶于水的PEDOT可以獲得較好的水溶性以及成膜性。
Clevios? PH 1000或其即用型配方Clevios? FE-T可用作高導(dǎo)電性涂層。這些材料不僅導(dǎo)電率高,而且具有非同一般的透明度。
結(jié)合諸如 DMSO 或乙二醇等導(dǎo)電增強(qiáng)劑使用Clevios?PH 1000時(shí),導(dǎo)電率可達(dá)到 900-1000 S/cm(約 200 歐姆/平方)。即用型配方 CLEVIOS? FE-T材料屬于水基物質(zhì),含有可用于強(qiáng)制干燥的聚酯分散體。
各種涂層配方均在不同濕膜厚度和表面電阻率的條件下,針對(duì)諸如 A-PET、PET、聚碳酸酯、玻璃等具體基材經(jīng)過優(yōu)化處理。
可采用標(biāo)準(zhǔn)印刷方法,如狹縫涂布法、柔版印刷、絲網(wǎng)或者凹版印刷制作涂層。也可采用刷涂、噴涂、旋涂或輥涂法。
PEDOT以旋涂或者澆鑄成膜得到的電導(dǎo)率可達(dá)550S/cm,用氣相聚合法得到的聚合物更能達(dá)到1000S/cm。
PEDOT分散液的粘度實(shí)表征鍍膜后穩(wěn)定性的重要參數(shù),粘度可在0.1-1000mPa?s(在20℃和100S-1的剪切速率下用流變儀測定),粘度j為40-150mPa?s.
實(shí)驗(yàn)證明,當(dāng)PEDOT粒徑明顯降低時(shí),其粘度和“掛壁”現(xiàn)象明顯增大。國外文獻(xiàn)和專利均表明,超高壓均質(zhì)是降低PEDOT粒徑的金方法。通過超高壓均質(zhì)這樣一個(gè)手段,能夠改善樣品性能從而使應(yīng)用成為現(xiàn)實(shí)。
實(shí)驗(yàn)設(shè)備:ATS高壓均質(zhì)機(jī),光散射粒度儀
樣品:PDEOT:PSS分散液
含量:固含量3-5%PH值為1
實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簩a(chǎn)品粒徑降低至100nm以下
評(píng)判標(biāo)準(zhǔn):
1.樣品充分分散后,應(yīng)呈現(xiàn)類似“膠體”狀流動(dòng)狀態(tài),粘度增大
2.導(dǎo)電性能需達(dá)到產(chǎn)品需求
3.粒徑分布均一,涂布成膜后均勻穩(wěn)定
基本實(shí)驗(yàn)流程:
1.將冷水機(jī)溫度設(shè)置為-5℃,待溫度充分降低之后,可開始準(zhǔn)備均質(zhì)處理
2.低壓800bar處理三遍取樣,高壓1000bar處理五遍取樣,高壓1500bar處理五遍取樣
3.實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意隨著均質(zhì)處理溫度升高,如果冷水機(jī)溫度不能滿足實(shí)驗(yàn)要求,應(yīng)暫停實(shí)驗(yàn)或更換冷水機(jī)和換熱設(shè)備
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:
1.隨著均質(zhì)壓力和次數(shù)的增加,樣品的顏色有一定程度的變淺
2.均質(zhì)前的沉淀物,均質(zhì)之后靜置后樣品狀態(tài)穩(wěn)定不沉淀
3.均質(zhì)處理后,樣品溫度會(huì)略微升高,此時(shí)在試管中的流動(dòng)狀態(tài)仍為液體。靜置后溫度降低,“粘壁”現(xiàn)象會(huì)較為明顯。
PEDOT:PSS的應(yīng)用領(lǐng)域:化學(xué)生物傳感器
PEDOT/PSS復(fù)合材料作為傳感材料具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定可逆,電化學(xué)活性好,生物兼容性好,且能與不同制備方法相結(jié)合,與不同材料共聚復(fù)合等優(yōu)點(diǎn)。
PEDOT:PSS的應(yīng)用領(lǐng)域:防腐涂層
PEDOT/PSS涂層結(jié)合了導(dǎo)電性、環(huán)境穩(wěn)定性及可逆的氧化還原特性等物理化學(xué)性能,能夠使金屬表面發(fā)生活性鈍化,催化生成致密氧化鈍化膜,有效屏蔽腐蝕介質(zhì),避免與金屬基體的進(jìn)一步接觸。
PEDOT:PSS涂層具有導(dǎo)電性強(qiáng)、成膜質(zhì)量好、透明度好、光學(xué)對(duì)比度高、穩(wěn)定性高、附著力強(qiáng)、膜顏色易變、循環(huán)和耐久性好等優(yōu)點(diǎn),一直是本征型導(dǎo)電涂料領(lǐng)域的研究核心,相信隨著社會(huì)要求的不斷提高以及研究的不斷深入,其應(yīng)用領(lǐng)域也將不斷拓展。