수용성 도판트로 도핑한 폴리아닐린의 물성변화
Electrical Conducting Polyaniline Doped with Water-soluble Dopants
- 주제(키워드) 도판트로 , Polyaniline , 물성변화
- 발행기관 아주대학교 대학원
- 지도교수 이석현
- 발행년도 2008
- 학위수여년월 2008. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 분자과학기술학과
- 본문언어 한국어
초록/요약
Polyaniline(PANi) has attracted much interests in the field of conducting polymers because of its high conductivity, easy production, thermal and chemical stability. However, it still has some limitation for wide industrial application due to its low solubility. In this study, we synthesized poly(styrene sulfonic acid) which is a water-soluble dopant. The product was characterized by FT-IR, NMR, TGA and DSC. At first, we measured conductivity of PANi doped with co-dopants, PSSA and CSA. As a result, it is confirmed that conductivity is increased by using CSA. Also, we dispersed PANi doped with PSSA in water and used mixing process, ultra sonication, homogenizer and microfluidizer to increase efficiency of dispersion. In case of mixing process, particle size and doping level were characterized by Particle Size Analyzer and UV-Vis-NIR, respectively. As a result, it is confirmed that doping level and conductivity were increased with decrease in particle size and narrow distribution.
more초록/요약
본 연구에서는 전도성 고분자인 polyaniline 이 유독성 용매에만 용해되었던 단점을 보완하고, 물에서 분산이 잘 되게 하기 위한 목적으로 수용성 도판트인 poly(styrene sulfonic acid)를 합성하였다. 이 물질의 구조 분석, 열적 성질은 FT-IR, NMR, TGA,DSC를 통해 분석하였다. 먼저 PSSA 와 CSA(camphorsulfuric acid)의 몰비를 달리하여 polyaniline 과 도핑한 후 전도도를 측정하였다. 그 결과 CSA 의 몰비가 증가 할수록 전도도가 향상이 됨을 확인 하였다. 또한 poly(styrene sulfonic acid)(PSSA)을 polyaniline 과 도핑 하여 물에 분산을 시키고, 분산의 효율을 높이기 위해서 3 가지의 mixing 공정으로 ultra sonication, homogenizer 와 microfluidizer 를 이용하였다. 각각의 공정에 따른 입자 크기를 Particle Size Analyzer 를 이용하여 측정하였고, 입자 크기에 따른 도핑 레벨을 UVVis- NIR을 통해 확인하였다.
more목차
I. 서론 = 1
II. 문헌연구 = 3
II.1 Conducting Polymers = 3
II.1.1 Electroactive Polymers = 3
II.1.2 Conduction Mechanism = 4
II.1.3 Preparation of conductive polymers = 6
II.2 Polyaniline = 7
II.2.1 Synthesis, Characterization and Processing of Polyaniline = 9
II.2.1.1 Protonic acid dopping = 10
II.2.1.2 Chemical Synthesis of Polyailine = 11
II.2.1.3 Characterization of As-Synthesized Polyaniline Emeraldine Base = 12
II.2.1.3.1 Elemental Analysis = 12
II.2.1.3.2 Ultraviolet-Visible NIR Spectra = 13
II.2.1.3.3 Fourier Transform Infrared = 13
II.2.1.3.4 Thermogravimetric Analysis = 14
II.2.1.4 Processing of Polyaniline = 15
Ⅲ. 실험 = 16
Ⅲ.1 시약 및 기기 = 16
Ⅲ.1.1 시약 = 17
Ⅲ.1.2 기기 = 17
Ⅲ.2 Polyaniline합성 = 18
Ⅲ.3 Poly(styrene sulfonic acid) 합성 = 18
Ⅲ.3.1 ¹ HNMR spectra 및 IR spectroscopy = 19
Ⅲ.4 polyaniline emeraldine base의 점도(I.V.) 측정 = 22
Ⅲ.5 Polyaniline 필름 제조 = 23
Ⅲ.5.1 Polyaniline(emeraldine salt ES) 용액 제조 = 23
Ⅲ.5.2 필름 제조 = 23
Ⅲ.6 전기전도도 측정 = 24
Ⅲ.6.1 필름의 전기전도도 측정 = 24
IV. 결과 및 고찰 = 28
IV.1 PANi-CSA and PANi-PSSA의 열적 분석 = 28
IV.2 UV-Vis-NIR Spetroscopy (in m-cresol) = 31
IV.3 Conductivities = 32
IV.4 Particle size distribution& UV-Vis-NIR Spetroscopy (in water) = 33
IV.4.1 Using the Ultra sonication = 33
IV.4.2 Using the Homogenizer = 36
IV.4.3 Using the Microfluidizer = 38
V. 결론 = 41
Ⅵ. 참고문헌 = 42
