Abstract
以含有亞胺結構之聚苯胺來進行改質, 吾人已成功的合成出水可溶性之自身酸摻雜聚苯胺衍生物, 包括 poly(aniline-co-N-propane sulfonicacid aniline) (PAPSAH) 及 sulfonic acid ring- substitutedpolyaniline) (SPAN) 其均可經澆鑄成膜, 導電度均約為 0.01 S/cm。雖然此等聚合體平均每個環含有 0.5 sulfonic acid, 但於水溶液和固態薄膜中之摻雜度分別為 0.33 及 0.3, 而固態薄膜中之 polarons 較其水溶液中之 polarons 非定域化, 但相較於 HCl 摻雜聚苯胺固態薄膜則較為定域化。取代基基團的存在導致立體障礙而造成額外的環扭曲, 致使導電度降低, 環扭曲亦降低了 polaron 沿主鏈之非定域化程度;立體障礙亦造成聚合體鏈之結晶性較低而導致導電度降低。和聚苯胺一樣, PAPSAH 具有二對氧化還原峰, 第一個氧化還原反應為包含每失去一個電子同時失去一個質子之反應過程; 而第二個氧化還原反應為包含每失去一個電子伴隨失去二個質子之反應。在氧化還原過程中, PAPSAH 呈現出可逆性之電變色現象,於-0.2 V (vs SCE) 時, 此聚合體薄膜為淡黃色, 當電位升至0.2-0.4 V時, 聚合體薄膜轉變成綠色, 於更高氧化電位 (0.6-0.8 V)時, 聚合體薄膜變成藍色。選擇水可溶性高分子 polyvinyl alcohol(PVA) 來進行摻合, 並探討其結構與物性之關係。由於聚本胺結構中之-N= 較 PVA 中之 -OH的鹼性來得高, 因此 -SO3H 傾向於和 -N= 作用(摻雜), 而不與 PVA中之-OH 作用, 因此所摻合之 PVA 並不會影響聚合體之摻雜度。由AFM, STM, DSC 及DMA 之結果顯示, 當摻合體中, PVA之含量低於50 wt%時, 混合較為均勻, 呈現出類似均質物質之效果, 而當 PVA 之含量增至 70 wt% 以上時, 摻合體內會有分離成二相之情形發生。SPAN 之熱去摻雜溫度為 190 ℃, 當摻合 PVA 後則為 110 ℃, 而PAPSAH 及其與 PVA 之摻合體則均為 110 ℃。