超支化聚苯硫醚的合成和电学性能研究

论文摘要

本文采用一步法合成了超支化聚苯硫醚,并通过核磁共振氢谱（1H NMR）和傅里叶变换红外光谱法（FTIR）对HPPS的分子结构进行了表征。同时由凝胶渗透色谱法（GPC）测定了聚合物的分子量大小及分子量分布,利用差热扫描分析法（DSC）分析了聚合物分子量大小对聚合物玻璃化转变温度的影响。将聚合物用钾盐（溴化钾,碘化钾,氯化钾,氟化钾）,锂盐（高氯酸锂,溴化锂）,有机季铵盐（四丁基溴化铵,十六烷基三甲基溴化铵）,共价化合物（BF3,I2）等进行掺杂,对掺杂样品的电学性能进行测试,研究不同种类掺杂物质对超支化聚苯硫醚电学性能的影响。并将HPPS做成离子检测电极,检测溶液中的离子浓度。结果表明:不同的物质掺杂超支化聚苯硫醚,可以使聚合物呈现出电子电导和离子电导两种不同的导电性;锂盐和BF3掺杂的样品电导性为离子导电,其余掺杂电导性仍为电子导电;电子电导掺杂物的掺杂比例对电子电导率的变化影响不大,且没有明显的规律;离子电导样品中掺杂物的掺杂比例对离子电导率的影响较大,且存在一定的规律;聚合物的离子电导率随着掺杂的高氯酸锂,溴化锂含量的增加,呈现先增大后减小的趋势;由于超支化聚苯硫醚具有适中的玻璃化转变温度,且适当的掺杂能够使聚合物呈现离子电导性,因此可以作为一种潜在的固体电解质材料。制成离子检测电极,在低离子浓度检测时电容随离子浓度的变化基本为一条直线,可以对低离子浓度进行定量检测。本论文共分四章,主要内容如下:第一章:绪论。对近年来超支化聚合物的合成、结构表征及导电聚合物的研究现状进行概述,并总结了超支化聚苯硫醚的研究现状和研究进展。第二章:AB2型超支化聚苯硫醚的合成及表征。以2,4-2氯苯硫酚和3,5-2氯苯硫酚作为合成聚合物的原料,通过控制反应条件合成了AB2型超支化聚苯硫醚,利用核磁共振氢谱、傅里叶变换红外谱、凝胶渗透色谱法和差热分析法对聚合物的结构和聚合过程进行了表征。第三章:超支化聚苯硫醚的掺杂导电性能研究。用几种不同类型的物质对聚合物进行掺杂,并对各种掺杂样品的导电性能进行测试分析。第四章:超支化聚苯硫醚作为离子选择电极材料的研究,利用超支化聚苯硫醚制成离子选择电极,对不同浓度的离子进行检测。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 超支化聚合物的研究现状
• 1.2.1 超支化聚合物的合成
• 1.2.1.1 缩合聚合
• 1.2.1.2 加成聚合
• 1.2.1.3 开环聚合
• 1.2.1.4 自缩合乙烯基聚合（SCVP）
• 1.2.1.5 双单体法
• 1.2.2 超支化聚合物的表征
• 1.2.2.1 化学结构的表征
• 1.2.2.2 分子量及分子量分布的表征
• 1.2.2.3 支化度的表征
• 1.2.3 超支化聚合物的应用
• 1.3 导电聚合物
• 1.3.1 导电机理
• 1.3.2 种类和应用
• 1.3.3 导电聚合物的掺杂导电性
• 1.3.4 固体电解质
• 1.3.5 离子选择电极
• 1.3.5.1 离子选择电极的原理
• 1.3.5.2 离子选择电极的应用
• 1.4 超支化聚苯硫醚的研究现状
• 1.5 本文研究的主要内容及意义
• 参考文献
• 第二章 超支化聚苯硫醚的合成及表征
• 2.1 引言
• 2.2 原料和试剂
• 2.3 仪器和表征
• 2.4 合成步骤
• 2.4.1 苯硫酚盐的合成
• 2.4.2 超支化聚合物的合成
• 2.5 结果与讨论
• 2.6 本章小结
• 参考文献
• 第三章 掺杂样品制备及分析
• 3.1 引言
• 3.2 仪器与表征
• 3.3 原料及试剂
• 3.4 样品制备与测试
• 3.4.1 样品制备
• 3.4.2 电学性能测试
• 3.4.3 结果与讨论
• 3.5 本章小结
• 参考文献
• 第四章 离子选择电极研究
• 4.1 仪器与表征
• 4.2 原料及试剂
• 4.3 离子选择电极制备与测试
• 4.3.1 离子选择电极制备
• 4.3.2 离子选择电极表征
• 4.3.3 离子选择电极测试
• 4.4 结果与讨论
• 4.5 本章小结
• 参考文献