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经过近30多年的发展,共轭高分子导电聚合物已经在各个应用领域内表现出了优异的性能,如其在塑料电池、太阳能电池、抗电磁波材料、配线材料、发光二极管、智能芯片、显示元件、有机晶体管及敏感元件、分子级电路等方面的应用。 聚噻吩及其衍生物类共轭高分子聚合物因为其良好的环境适应性、热稳定性,成为该类聚合物中最有代表性的一类而被广泛研究。 聚噻吩的衍生物中,聚3,4-乙烯基二氧噻吩(PEDOT)的高导电性、高透明性、以及在掺杂导电状态高热稳定性引起人们的广泛关注。大量的研究工作已经开展,旨在发展它的多方面应用,如抗静电涂层,电致变色装置,电容器、生物传感器,化学传感器等。但是它不溶、不融、难以加工。 为了改善PEDOT的性能,让它更好地在工业中应用,许多研究小组对聚合物单体进行了修饰。如在3,4-乙烯基二氧噻吩中引入烷基、烷氧基等。烷基侧链的引入对聚噻吩衍生物的溶解性能有所提高,但是由于烷基侧链的化学稳定性并不十分出色,易被氧化,使得材料性能下降。 含氟烷基化合物及聚合物因它们良好的憎水性、刚性、电热性质以及这些物质的自组行为而引起了人们广泛的兴趣,一系列含氟烷基已被引入到噻吩环上,以此来控制以聚噻吩为骨架的共轭高分子聚合物的电子结构和形态。 基于以上事实,我们期望在3,4-乙烯基二氧噻吩上引入全氟烷基链以得到一种新型的导电材料。为此,我们设计并合成了全氟烷基取代的3,4-乙烯基二氧噻吩单体(EDOT-C6F13)。为了比较EDOT-C6F13的聚合物(PEDOT-C6F13)和PEDOT的性能,我们也研究了EDOT的合成。首先,我们根据文献报道合成了单体3,4-乙烯基二氧噻吩;另外,在总结文献报道的基础上,我们设计一条新的合成3,4-乙烯基二氧噻吩的方法,并成功地得到了单体。和文献报道的路线相比,新路线缩短了反应步骤,提高了反应收率。 通过化学氧化聚合和电化学聚合的方法,我们得到了3,4-乙烯基二氧噻吩单体和含全氟烷基链的3,4-乙烯基二氧噻吩单体的聚合物,并对聚合物的性能进行了测试和表征,含全氟烷基链的聚3,4-乙烯基二氧噻吩的溶解性能、导电性能较聚3,4-乙烯基二氧噻吩有所改善。