[发明专利]一种高导电率的PEDOT-PSS溶液

说明书

 

技术领域

本发明属于导电高分子功能材料领域，具体涉及一种高导电率的PEDOT-PSS溶液。

背景技术

     导电聚合物聚 3,4-乙撑二氧噻吩〔Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)， PEDOT〕是3,4-乙撑二氧噻吩（3,4-ethylenedioxythiophene ，EDOT）单体的聚合物，具有分子结构简单、能隙小、电导率高、较好的环境稳定性和薄膜透明性而受到广泛的关注，被广泛用于固体电解电容器、有机薄膜太阳能电池材料、抗静电涂料、OLED材料、电致变色材料、透明电极材料、印刷线路板涂层等领域的研究。

但由于 PEDOT 的共轭长链带来的不溶和不熔问题使其加工处理困难，从而限制了其商业应用，因此改善 PEDOT 的加工性能成为该领域重要且极具意义的研究，而制备掺杂 PEDOT 溶液分散体是解决其加工问题直接且重要的途径。

PEDOT能和聚苯磺酸乙烯〔Poly(styrenesulfonate)，PSS〕通过一定比例的混合而溶于水，形成均一分散的PEDOT- PSS（结构如下式所示）水溶液。PEDOT- PSS是聚（3,4-乙撑二氧噻吩）与聚苯磺酸乙烯的复合材料，PEDOT- PSS形成的膜，具有较好的光透射性和环境稳定性。基于其良好的性能，研发人员开发出了PEDOT- PSS的多种用途，并使其商业化，诸如应用于抗静电材料、有机电致发光器件和太阳能电池等。近年来，又开发出一些新的应用领域：例如CN101125950A披露的空穴传输材料、CN102214791A披露的有机动态随机存储器等等。

随着PEDOT- PSS应用领域的不断扩大，也对PEDOT- PSS的性能提出了越来越高的要求，因此开发出性能更为优越的PEDOT- PSS溶液是十分必要的。

发明内容

发明人围绕探索改善 PEDOT 加工性能的方法进行深入研究，成功开发出了掺杂硫酸戊聚糖钠和乙二醇的PEDOT-PSS溶液。

本发明首先提供一种高导电率的PEDOT-PSS溶液，该溶液由掺杂硫酸戊聚糖钠的PEDOT-PSS聚合物、乙二醇和水组成。应当说明的是，除特殊指明外，文中PEDOT 指代的是聚3,4-乙撑二氧噻吩〔Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)〕，PSS指代的是聚苯磺酸乙烯〔Poly(styrenesulfonate)〕。

优选地，所述的高导电率的PEDOT-PSS溶液中，其中掺杂硫酸戊聚糖钠的PEDOT-PSS聚合物的重量为溶液总重量的1.0～5.0%，乙二醇的重量为溶液总重量的1～10%。

进一步优选地，上述的高导电率的PEDOT-PSS溶液中，其中掺杂硫酸戊聚糖钠的PEDOT-PSS聚合物的重量为溶液总重量的2.5～3.0%，乙二醇的重量为溶液总重量的2～5%。

进一步优选地，上述的高导电率的PEDOT-PSS溶液中，掺杂硫酸戊聚糖钠的PEDOT-PSS聚合物中，硫酸戊聚糖钠和PSS的重量比为1:10～30。更进一步优选地，上述的高导电率的PEDOT-PSS溶液中，掺杂硫酸戊聚糖钠的PEDOT-PSS聚合物中，硫酸戊聚糖钠和PSS的重比为1:15～20。

本发明所得的PEDOT-PSS溶液具有导电率高、成膜性好、透明性好，抗静电性能优异以及环保无毒害等优点。

具体实施方式

下面结合具体实施例来进一步阐述本发明。

实施例1 PEDOT-PSS溶液及其制备

常温下，于1000毫升反应瓶中，称取710g去离子水、1g硫酸戊聚糖钠和10g的PSS，搅拌10分钟，形成澄清溶液；然后称取8g的3,4-乙烯二氧噻吩（EDOT）加到上述澄清溶液中，搅拌反应20分钟，反应体系成乳白色分散体；分别称取0.045g的Fe₂(SO₄)₃和19.27g (NH₄)₂S₂O₈加到上述乳白色分散体中，搅拌反应20小时形成深蓝色溶液；再称取15.1g乙二醇加到上述深蓝色溶液中，搅拌反应20小时，最后用离子树脂纯化处理制得目标溶液。

实施例2 PEDOT-PSS溶液及其制备