Abstract
聚苯胺是一導電性佳、性質穩定、價格便宜的導電性高分子, 但由於其難溶的特性而限制了聚苯胺的應用性。因此, 本論文主要研究可溶性的聚苯胺衍生物- 聚N-烷基苯胺及聚N-苯基苯胺之結構於物性的關係, 包括: 導電度、結構之鑑定以及電色現象。所得之重要結果為:(一)聚N-烷基苯胺部分在循環伏安計量分析中聚N-烷基苯胺可得二個氧化電位及一個還原電位, 顏色變化由金黃色→綠色→深藍色。由紅外光吸收光譜證實聚N-烷基苯胺的主鏈結構與聚苯胺結構相似。由貲外光- 可見光吸收光譜中, 摻雜型聚N-烷基苯胺在330nm 有一特性吸收, 420nm 為極化子(polaron) 的特性吸收在650nm弱吸收為聚合物主鏈π→π 的電子躍遷吸收。由於氮上取代了烷基而破壞了主鏈的平面性, 造成主鏈的扭曲, 而降低其導電度(約 10 ?10 S╱cm)。(二)聚N-苯基苯胺部分在循環伏安計量分析中聚N-苯基苯胺可得二個氧化電位及二個還原電位, 顏色變化由淡黃色→綠色→藍紫色。此電色現象為一可逆反應。由各種吸收光譜應證聚N-苯基苯胺主鏈是由碳一碳對位偶合形成碳－碳偶合聚合物, 此與聚苯胺主鏈並不相同。電化學合成時所使用的電壓及溶劑並不會影響聚N-苯基苯胺的主要結構, 但會影響聚N-苯基苯胺分子鏈的長短。由於氮上苯基所造成的強烈立體效應, 使得大部分的聚N-苯基苯胺為寡聚合體。因此, 導電度較聚苯胺低約100 倍, 導電度約為1.5 10 S╱cm 。當聚合度增加時, 導電度會明顯增加。聚N-苯基苯胺熱重量分析實驗中, 呈多階段的重量失擊, 依次分別為失去水、質子酸、寡聚合體及聚合物的分解。由EPR 光譜中發現電子的移動性與溫度及質子酸摻雜量( 造成聚合物主鏈上存在較多的缺陷) 有極大的關係。