Введение к работе
--*:----':
Актуальность проблеми: Большой интерес, проявляемый в последние годы к изучению проводящих полимеров, обусловлен их способностью к обратимому изменению проводимости в пределах многих порядков при изменении степени окисления, высокой цикличностью в широком диапазоне температур, электрохррмными свойствами, технологичностью методов получения и переработки, а также перспективами их широкого практического использования в качестве полимерных проводников, материалов для электродов в источниках тока и электрохромиых модуляторах световых потоков. D теоретическом плане большое значение имеют исследования механизмов проводимости, природа состоянии с различными степенями окисления и механизмов перехода мекду ними, каталитической активности и т.д.
Особое место в ряду проводящих полимеров занимает полианилин (ПАН) в связи с тем, что его основные характеристики зависят не только от степени окисления, но также от степени кислотного допирования. Важным фактором является химическая стабильность полимера и простота аппаратурного оформления при синтезе, доступность и низкая стоимость сырья.
Для исследования механизмов редокс-переходов, а такие природы состояний ПАН в разных степенях окисления с успехом применяются все основные фізико-химические и электрохимические гяотоды, включая спектроскопические.
Спектроэлвктрохимические исследования ПАН обладают высокой степенью информативности вследствие существования непосредственной связи между оптическими характеристиками ПАН и его состоянием на микроскопическом и макроскопическом уровнях. Однако до настоящего времени спэКтроэлектрохимические исследования' ПАН. не носили систематического характера, в результате чого некоторые важные проблемы, касающиеся,в частности, влияния рН на свойства ПАН, исследования различного рода донорно-акцепторшх взаимодействий в полиаіпіліше, влияния условий синтеза и модификации на свойства полианилина и т.п. не іншій достаточного полного отражения в литературе. Кроме того,
имеется возможность использования в указанных целях нетрадиционных вариантов спектроэлектрохимических методов, позволяющих получать необходимую дополнительную тшформацшэ. Именно поэтому в диссертационной работе основное внимание уделялось спектроэлектрохимическому поведению ПАН при синтеза и в окислительно-восстановительных проце ссах.
Работа выполнялась по приоритетному направлению "Полимерные материалы" Государственной научно-технической программы "Перспективные материалы" (постановление ГК СССР НТ от 01.04.1991 й 413), а также по плановой теме Института электрохимии АН СССР "Фотохимия и радиационная химия гетерогенных и гомогенных систем на основе комплексов с переносом заряда"
Целью работы являлось:
-
Исследование с помощью спектроэлектрохимических методов основных закономерностей процесса электрополимеризации анилина в воднокислых растворах в гонких смачивающих слоях на поверхности гидрофильных электродов.
-
Исследование влияния природы анионов . в щюцэссе синтеза полианилина и при его допировании на оптические 'характеристики ПАН, изучение взаимодействия анионов с полимерным остовом в различных степенях окисления.
3.- Изучение влияния рН на спектроэлектрохимическое поведение
полианилина в процессах окисления/восстановления для установления
основных факторов, оі эдвляпцих характер и скорость течения этих
процессов.
4. Изучение донорно-акцепторных взаимодействий фрагментов
полианилина, находящихся в различных степенях окисления, мекду
собой, а также с низкомолекулярными компонентами различной
природы.
б. Исследование электрохромных свойств полианилиновых слоев и
композиций на основе полианилина.
Научная новизна. Впервые показано, что в тонких слоях вблизи границы раздела раствор/воздух наблюдается увеличение скорости процесса электросинтеза полианилина по сравнению с объемом раствора. Установлено, что высокая скорость этого процесса поддерживается благодаря высокой скорости транспорта анилина в тонком поверхностном слое раствора за счет действия поверхностных
;ил. Показано, что природа анионов при синтезе определяет ілектронную структуру полианилина и, вследствие этого, оказыпает ишяние на характер его електронних спектров и кинетику ілвктрохийлческого процесса. Проведено изучение влияния рН на синеїнку родокс-процессов и установлено, что их скорость и шрактер движения границу между окислэшшми и восстановленными властями определяется величиной проводимости поливнилина. Эбнарунено донорно-акцэпторноо взаимодействие фрагментов юлимэрной цепи полианилина о анионами различной природа и с штионо*з соробра. Предлонов метод регистрации спектрального говедешш ПАН в реготе колебаний потенциала, позволяющий произвести выделение ітдивидуальннх полос оптического поглгадешія іолианилина и получить дополнительную информацию о соотношении зедокс-форм ПАН, различном типе донорно-акцепторнцх иаимодёйствий в полимэре,а также о его структурной ^однородности.
Практическая значимость работы. Полученные результаты могут 5ыть.' использованы при разработке электродных материалов для істбчшпсов тока, проводника полимерны! покритий и в лгтоапектроннке при создании модуляторов световых потоков. Предложенное в работе электрохромное устройство на основе юлимэрного виологена и поливнилина может бить использовано в сачестве светофильтра с регулируемым светопропускаїшом, індикатора напряжения и т.п.
Апробация работы . Материалы диссертации докладывались на 5-ом Международном Фрумкинском Симпозиуме "Современные шструменталыше методы в электрохимии: теория и приложение" (Дубна, І99ІГ), конференции молодих ученых института электрохимии (Москва ,1990г).
Публикации.Основное содержание работа отражено в 4
зтатьях. ,
Эбъем и структура диссертации.Работа изложена на 148 страницах, зшшчая 29 рисунков, 4 таблицы. Диссертация состоит из введения, мти глав, заключения, вывода, списка литературы, включающей 169 гаиманбваний.
