[发明专利]一种以两亲性嵌段共聚物PSS-b-PBA为模板的PEDOT水分散体及其制备方法

说明书

本发明涉及一种以两亲性嵌段共聚物PSS‑b‑PBA为模板的PEDOT水分散体及其制备方法，先采用RAFT聚合合成一种两亲性嵌段共聚物PSS‑b‑PBA，然后以两亲性嵌段共聚物PSS‑b‑PBA为模板，合成PEDOT:PSS‑b‑PBA水分散体。本发明的有益效果是：一方面提供了一种合成两亲性嵌段共聚物PSS‑b‑PBA的方法；另一方面相比于传统的PEDOT:PSS水分散体，以PSS‑b‑PBA为模板，制备的PEDOT:PSS‑b‑PBA水分散体的导电性能和成膜性能变得更好。

技术领域

本发明属于导电高分子技术领域，具体涉及一种两亲性嵌段共聚物PSS-b-PBA为模板的聚3，4-二氧乙烯噻吩水分散体及其制备方法。

背景技术

聚3.4-二氧乙烯噻吩(PEDOT)是一种新型的导电高分子材料，由于其极好的导电性和透明性，可广泛应用于太阳能电池、电致变色、防静电涂料等领域，是制备军事伪装、舰船防腐防污、吸波材料、超导材料及信息贮存材料等的理想材料。但是PEDOT不溶不熔，导致加工困难，不能很好地应用在工业生产上，因此，对PEDOT的改性研究尤为重要。

聚乙烯基苯磺酸钠(PSS)是一种具有独特作用的水溶性聚合物，用PSS作为模板，通过氧化聚合制备得到PEDOT:PSS水分散体，可以改善PEDOT的水溶性，但是PSS是绝缘的，会使PEDOT:PSS的导电性下降，所以对PEDOT:PSS的改性研究也很重要。PSS的作用一方面是作为对应阴离子以保持PEDOT主链上的电荷平衡，另一方面PSS作为模板可以更好的使PEDOT分散在水中。因此，改变模板PSS的结构，很有可能会影响PEDOT在水中的分散性及PEDOT:PSS薄膜的形态，最终可能使PEDOT:PSS薄膜的导电性能受到影响。例如，Yin 等通过共聚法在模板PSS中引入NMA，提高了PEDOT:PSS的耐水性和环境稳定性。 CN104151565A公开了通过共聚法在模板PSS中引入APEG，使得PEDOT分散液更加稳定，成膜性更好。但是，所采用聚乙烯基苯磺酸钠及其共聚物一般都是利用普通自由基聚合所制得的，无法得到结构明确分子量可控的目标产物，这很可能会影响PEDOT水分散体的性能。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题在于提供一种合成两亲性嵌段共聚物PSS-b-PBA的方法。该方法采用RAFT无皂乳液聚合，合成两亲性嵌段共聚物PSS-b-PBA。

本发明所要解决的第二个技术问题在于提供一种以两亲性嵌段共聚物PSS-b-PBA为模板，合成PEDOT:PSS-b-PBA水分散体的制备方法。

本发明所述的以两亲性嵌段共聚物PSS-b-PBA为模板的PEDOT:PSS-b-PBA水分散体有如下结构：

其中：n为2～250，m为2～500，x为2～250。

本发明所述的两亲性嵌段共聚物PSS-b-PBA为模板的PEDOT水分散体及其制备方法，按下列步骤进行：

1、两亲性嵌段共聚物PSS-b-PBA的合成

(1)、在装有磁子和温度计的四口烧瓶中先加入乙烯基苯磺酸钠(SSNa)和去离子水，常温下溶解，加入溶解在有机溶剂中的RAFT试剂，在N₂保护下，将温度加热至55～85℃，充分溶解。加入引发剂，每过1小时取一定质量样品，用称重法，测定转化率，直到转化率达到90％以上停止反应。反应结束后将产物用乙醇沉淀，烘干，得到PSS大分子RAFT试剂。

(2)、在装有磁子和温度计的四口圆底烧瓶中先加入PSS大分子RAFT试剂和引发剂，加入去离子水，常温下充分溶解，在N₂保护下，将温度加热至50～90℃。加入丙烯酸丁酯，每过半个小时用气相色谱仪测定转化率，直到转化率达到90％以上停止反应。反应结束后将产物用无水乙醇和乙酸乙酯混合溶剂沉淀，烘干，得到产物PSS-b-PBA。其结构如下：