Полимеры с сопряженными связями (ПСС) в определенных условиях обладают проводимостью, равной или близкой проводимости металлов, поэтому данный класс полимеров часто образно называют синтетическими металлами. К таким полимерам относятся как линейные полимеры, так и сшитые типа графита. Для ПСС характерны следующие свойства, обусловленные системой сопряжения:
низкий потенциал ионизации,
высокое сродство к электрону,
узкая энергетическая щель в спектре электронных возбуждений.
Одним из практически важных свойств ПСС является способность к образованию комплексов с переносом заряда с сильными донорами или акцепторами электронов. В результате электропроводность композиции возрастает на несколько порядков по сравнению с исходным ПСС. Такой процесс известен в литературе как допирование.
Таблица 4.7 Синтетические металлы - полимеры с системой сопряжения
Название полимера | Допирующий агент | Электропроводность, Ом-1·см-1 |
Цис-полиацетилен | AsF5 | 3,5·103 |
Транс-полиацетилен | AsF5 Na | 2,2·103 |
Полидиацетилен | СlО4- | 1,8 |
Полиин | СlO4- | 0,13 |
Поли-n-фенилен | AsF5 К | 7,0 |
Поли-n-фениленвинилен | AsF5 | 2,8·103 |
Полихинолин | Na | |
Полипиридин | - | 0,4 |
Поли-n-фениленсульфид | AsF5 | |
Полибензотиофенсульфид | AsF5 | |
Полипиррол | CIO4- | ~103 |
Политиенилен | CIO4- | ~100 |
Полифуранилен | СlO4- | ~20 |
Нитевидные кристаллы графита | AsF5 | 9,0·105 |
Политиазил | Br2 |
Из табл. 4.7 видно, что все приведенные в ней допированные ПСС обладают металлической проводимостью, нижней границей которой считается значение, равное 0,1 Ом-1 см-1, а допированное графитовое волокно достигает проводимости меди. Считается, что синтетические металлы имеют большие перспективы практического использования в электротехнике, электронике и ряде смежных отраслей -при создании новых фотоизлучающих диодов, цветных дисплеев, источников тока большой мощности, ионных конденсаторов, солнечных батарей и многого другого, не говоря уже об их использовании как заменителей цветных металлов. Наиболее перспективным для практического использования в качестве синтетического металла считается полиацетилен. Однако у этого материла существует слабое место - быстрая окисляемость. От решения соответствующей проблемы зависит, как скоро полиацетилен появится в качестве товарного синтетического металла.
|
|
ГЛАВА 5. СИНТЕЗ ПОЛИМЕРОВ МЕТОДАМИ ЦЕПНОЙ И СТУПЕНЧАТОЙ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ