Русская Википедия:Полипиррол
Полипиррол (PPy) — это органический полимер, полученный окислительной полимеризацией пиррола. Это твердое вещество с формулой <chem>H (C4 H2 NH)n H</chem>
Это собственно проводящий полимер, используемый в электронике, оптике, биологии и медицине.[2][3]
История
Некоторые из первых примеров PPy были описаны в 1919 году Анджели и Пьерони, которые сообщили об образовании пиррольных сажей из пиррол-бромистого магния.[4] С тех пор реакция окисления пиррола изучается и публикуется в научной литературе. Работа над проводящими полимерами, включая полипиррол, политиофен, полианилин и полиацетилен, была удостоена Нобелевской премии по химии в 2000 году Алану Хигеру, Алану Мак-Диармиду и Хидэки Сиракава.
Синтез
Для синтеза PPy можно использовать разные методы, но наиболее распространенными являются электрохимический синтез и химическое окисление.[5][3][6]
Химическое окисление пиррола:
<chem>n C4 H4 NH + 2n FeCl3 -> (C4 H2 NH)n + 2n FeCl2 + 2n HCl</chem> Считается, что этот процесс происходит за счет образования пиградикального катиона <chem>C4 H4 NH^+</chem>. Этот электрофил атакует углерод C-2 не окисленной молекулы пиррола с образованием димерного катиона <chem>[(C4 H4 NH)2 ]^++</chem>. Процесс повторяется много раз. Проводящие формы PPy получают окислением («р-легированием») полимера:
<chem>(C4 H2 NH)n + 0{,}2 X -> [(C4 H2 NH)n X0,2 ]</chem> Полимеризация и p-легирование также могут быть выполнены электрохимическим способом. Полученный проводящий полимер отслаивается от анода. Методы циклической вольтамперометрии и хронокулометрии могут быть использованы для электрохимического синтеза полипиррола. [7]
Свойства
Пленки PPy желтые, но темнеют на воздухе из-за некоторого окисления. Легированные пленки имеют синий или черный цвет в зависимости от степени полимеризации и толщины пленки. Они аморфные, дифракционные слабые. PPy описывается как «квазиодномерный» по сравнению с одномерным, поскольку имеет место некоторая сшивка и перескок цепи. Нелегированные и легированные пленки не растворяются в растворителях, но набухают. Легирование делает материалы хрупкими. Они стабильны на воздухе до 150 ° C, при которой примесь начинает выделяться (например, в виде HCl).[2]
PPy — изолятор, но его окисленные производные являются хорошими электрическими проводниками. Электропроводность материала зависит от условий и реагентов, используемых при окислении. Диапазон проводимости от 2 до 100 См / см. Более высокая проводимость связана с более крупными анионами, такими как тозилат . Легирование полимера требует, чтобы материал набухал для размещения компенсирующих заряд анионов. Физические изменения, связанные с этой зарядкой и разрядкой, обсуждались как форма искусственной мускулатуры.[8] Поверхность полипиррольных пленок проявляет фрактальные свойства, и ионная диффузия через них демонстрирует аномальную картину диффузии.[9][10]
Приложения
PPy и родственные ему проводящие полимеры имеют два основных применения в электронных устройствах и в химических сенсорах.[11]
Тенденции исследований
PPy является потенциальным средством доставки лекарств. Полимерная матрица служит контейнером для белков.[12]
Полипиррол был исследован в качестве носителя катализатора для топливных элементов[13] и для сенсибилизации катодных электрокатализаторов.[14]
Вместе с другими сопряженными полимерами, такими как полианилин, поли (этилендиокситиофен) и т. д., Полипиррол был изучен в качестве материала для «искусственных мышц», технологии, которая предлагает преимущества по сравнению с традиционными моторными исполнительными элементами.[15]
Полипиррол использовали для покрытия диоксида кремния и диоксида кремния с обращенной фазой, чтобы получить материал, способный к анионному обмену и проявляющий гидрофобные взаимодействия.[16]
Полипиррол был использован в микроволновом производстве многослойных углеродных нанотрубок, быстром методе выращивания УНТ.[17]
Водостойкая полиуретановая губка, покрытая тонким слоем полипиррола, впитывает масло в 20 раз больше своего веса и может использоваться повторно.[18]
Полипиррольное волокно, полученное мокрым формованием, может быть получено путем химической полимеризации пиррола и DEHS в качестве присадки.[19]
См. также
Ссылки
развернутьПартнерские ресурсы |
---|
- ↑ Шаблон:Cite journal
- ↑ Перейти обратно: 2,0 2,1 Шаблон:Cite journal
- ↑ Перейти обратно: 3,0 3,1 Шаблон:Cite journal
- ↑ A. Angeli and A. Pieroni, Qazz. Chim. Ital. 49 (I), 164 (1919)
- ↑ Шаблон:Cite journal
- ↑ Шаблон:Cite journal
- ↑ Шаблон:Cite journal
- ↑ Шаблон:Cite journal
- ↑ Ahmad Sharifi-Viand, Diffusion through the self-affine surface of polypyrrole film Шаблон:Wayback Vacuum doi:10.1016/j.vacuum.2014.12.030
- ↑ Шаблон:Cite journal
- ↑ Шаблон:Cite journal
- ↑ Шаблон:Cite journal
- ↑ Шаблон:Cite journal
- ↑ Шаблон:Cite journal
- ↑ Шаблон:Cite web
- ↑ Шаблон:Cite journal
- ↑ pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2011/CC/C1CC13359D
- ↑ Chemical and Engineering News, 26June2013 «Greasy Sponge Slurps Up Oil» http://cen.acs.org/articles/91/web/2013/06/Greasy-Sponge-Slurps-Oil.html Шаблон:Wayback
- ↑ Шаблон:Cite journal