聚吡咯

聚吡咯吡咯单体纯吡咯（pyrrole）单体常温下呈现无色油状液体，是一种C，N五员杂环，沸点是129.8℃，密度是0.97g/cm，微溶于水，无毒。吡咯是具有芳香性的仲胺，可发生亲电取代反应和加成反应。吡咯有一定的酸性，因此会形成负离子，但是整个环可以被质子化，正电荷会出现在氮上。吡咯的结构成环的4个C原子和N原子都是sp2杂化，C原子未参与杂化的p轨道有1个电子，N原子未参与杂化的p轨道有2个电子，这5个轨道都垂直于五员环的平面，相互平行重叠形成一个闭合大π键，形成p-π共轭体系，削弱了与削弱了它与H+离子的结合，与胺，吡啶等相比有特殊性。吡咯聚合机理首先氮原子质子化，空位共振到2,5位，作为亲电试剂与另一个吡咯氮上的电子反应，循环往复。聚吡咯的性质聚吡咯（Polypyrrole）无定型黑色固体，不溶不熔，无毒，有很多良好的性能。聚吡咯能导电，电导率可达102～103S/cm，拉伸强度可达50～100MPa及很好的电化学氧化-还原可逆性。聚吡咯的导电机理为什么能导电呢？PPy结构有碳碳单键和碳碳双键交替排列成的共轭结构，共轭双键中的2个π电子并没有固定在某个碳原子上，它们可以从一个碳原子转位到另一个碳原子上，即具有在整个分子链上延伸的倾向。分子内的π电子云得重叠产生了为整个分子共有的能带，π电子类似于金属导体中的自由电子。当有电场存在时，组成π键的电子可以沿着分子链移动。聚吡咯的性质聚吡咯（Polypyrrole）无定型黑色固体，不溶不熔。聚吡咯能导电，电导率可达102～103S/cm，拉伸强度可达50～100MPa及很好的电化学氧化-还原可逆性。聚合度会改变内在结构，影响性质。聚合度的影响1.随着聚合度的增加，键长减小。聚合度的影响2.随着聚合度增大，共轭程度越强，说明这些中心键的π键特征在增强。这些低聚物的结构在发生变化，逐渐由芳香式转为醌式结构，越靠近中心部份，醌式结构成份越大。在聚合物中则几乎完全为醌式结构。聚合度的影响3.随着聚合度的增加，其能隙减小，更容易导电。导电聚吡咯的制备方式为了获得更好的导电性，一般要对聚吡咯进行掺杂（1）化学聚合在一定的反应介质中，采用氧化剂（三价铁，过硫酸铵）或通过金属有机物的偶联制备。合成工艺简单，成本低，适合大量生产。（2）电化学聚合在电场作用下，电解含有单体的溶液，采用电极电位作为聚合反应的驱动力制备获得，一般可以直接生成膜。对于聚吡咯的导电性能的影响掺杂剂的选择；反应介质；理化环境：温度，pH值，以及电流密度等。聚吡咯的改性N取代或者β取代：改善聚吡咯的溶解性。共聚：降低聚吡咯自身的刚性。选用合适的掺杂剂：如DBSA，TSA，增加亲水性。聚吡咯的应用离子检测，生物材料，防静电材料及光电化学电池的修饰电极、蓄电池的电极材料。此外，还可以作为电磁屏蔽材料用于电解电容、电催化、导电聚合物复合材料等。TheEnd谢谢