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PEDOT复合导电浆料的制备及性能研究

3，4-乙烯二氧噻吩（EDOT）和对苯乙烯磺酸钠（SSNa）在过硫酸钾（KPS）

—硫酸铁[Fe2（SO4）3·xH2O]作用下，通过化学氧化法合成了聚3，4-乙烯二氧

噻吩/聚对苯乙烯磺酸钠（PEDOT/PSS）导电聚合物浆料，并通过2步法——乳

液聚合法和化学氧化法合成了聚（对苯乙烯磺酸钠-丙烯酸丁酯-苯乙烯）P

（SSNa-BA-St）三元共聚乳液和PEDOT/P（SSNa-BA-St）复合导电浆料，探讨

了SSNa用量、EDOT用量和球磨机分散对复合导电浆料性能的影响，同时对2

种导电膜进行了柔韧性测试。结果表明，随着SSNa用量的增大，复合导电膜的

表面电阻先增大后减小；与之相反随着EDOT用量的增大，该膜的表面电阻先

减小后增大；球磨分散有助于提高复合导电膜的透光率，但会导致膜的表面电阻

增大；与PEDOT/PSS膜相比，PEDOT/P（SSNa-BA-St）膜的柔韧性较好。

标签：PEDOT；导电浆料；表面电阻；透光率

一般有机高分子通常属于绝缘体的范畴，但自从1977年美国高分子化学家

黑格尔（Heeger）与麦克迪尔米德（MacDiarmid）和日本科学家白川英树等研

究发现经I2掺杂后的聚乙炔呈现明显的金属特征和独特的光、电、磁及热电动

势性能以来，这一传统的观念被打破。从此人们开始对导电聚合物进行研究，相

继开发了聚吡咯、聚对苯撑、聚噻吩、聚苯胺等导电高分子以及它们的衍生物，

还有很多新型的导电聚合物也不断的被合成出来。其中噻吩类聚合物聚3，4-乙

烯二氧噻吩（PEDOT）由于具有导电性好，薄膜透光率高和化学性能稳定等优

良特点[1]，在抗静电涂层、光电二极管、传感器等方面表现出广阔的应用前景。

但因自身不溶不熔，加工困难，限制了其在各个领域的应用。后来人们通过引入

水溶性的聚合物如聚对苯乙烯磺酸钠（PSS）解决了其溶解性问题，制备了稳定

性良好的PEDOT/PSS水溶性分散液[2]。但PEDOT/PSS仍存在导电率不高和在

空气中易吸潮等问题，并且吸潮后产生的酸性环境还会对使用它的器件如电容

器，发光二极管和电极等造成一定的腐蚀和损害[3]。为了解决这些问题，本文

通过引入丙烯酸丁酯（BA）和苯乙烯（St）这2种油溶性单体，通过乳液聚合

法合成了聚（对苯乙烯磺酸钠-丙烯酸丁酯-苯乙烯）[P（SSNa-BA-St）]三元共聚

乳液，解决PEDOT/PSS膜容易吸潮的问题，探讨单体的用量、球磨机分散对

PEDOT/P（SSNa-BA-St）复合导电浆料性能的影响，同时对PEDOT/PSS膜和

PEDOT/P（SSNa-BA-St）膜进行了弯曲试验，比较2者的柔韧性，为PEDOT

复合物在防静电涂层、有机电致发光器件、场效应晶体管、电极材料和光伏电池

等领域更好地应用提供理论指导。

1实验部分

1.1主要原料

对苯乙烯磺酸钠（SSNa），聚对苯乙烯磺酸钠（PSS），3，4-乙烯二氧噻吩

（EDOT），丙烯酸丁酯（BA），过硫酸钾（KPS）和硫酸铁[Fe2（SO4）3·xH2O]

均为分析纯；苯乙烯（St）和丙烯酸（AA）为化学纯；超纯水为实验室自制。

1.2P（SSNa-BA-St）三元共聚乳液的制备

先将一定量的SSNa溶于水中并置于500mL的四口烧瓶中，然后加入一定

量的丙烯酸丁酯（BA）和苯乙

烯（St）在70℃的水浴中机械搅拌，通入氮气约15min后，加入少量的引

发剂（KPS）溶液，约10min，加入丙烯酸（AA）和水，在氮气环境下恒温反

应6h，冷却出料。

1.3PEDOT/P（SSNa-BA-St）复合导电浆料的合成

取30g以上制备的P（SSNa-BA-St）乳液和100g超纯水置于500mL四颈

烧瓶中磁力搅拌3min，然后将一定量EDOT单体加入烧瓶中，超声分散10min

后，30℃水浴下充以氮气继续搅拌，将引发剂KPS和硫酸铁水溶液分别加入到

反应瓶，反应7h后，补加少量的KPS溶液继续反应，总反应时间为