تهيه هومو و كوپليمرهاي محلول در آب بي‌تيوفن با 4،3- اتيلن دي اكسي تيوفن و 3- دودسيل تيوفن در مجاورت پلي استيرن سولفونيك اسيد: بررسي ساختار، شكل شناسي، پايداري گرمايي و رسانايي الكتريكي آنها

Preparation of Water-Soluble Homo and Copolymers of Bithiophene with 3,4-Ethylene Dioxythiophene and 3-Dodecylthiophene in Presence of Polystyrene SulfonicAcid: Structure, Morphology, Thermal Stabilit

در پژوهش حاضر، پليمرهاي رساناي محلول در آب برپايه مشتقات پل يتيوفن تهيه شدند. بدين منظور، ابتدا 3- دودسيل تيوفن با استفاده از واكنش آلكي لدا ركردن 3- برموتيوفن با برمودودكان و فلز منيزيم سنتز شد. مونومر 2،? 2 - ب يتيوفن نيز از 2- برموتيوفن تهيه شد. سپس، هوموپليمرهاي ب يتيوفن، 4،3 - اتيلن د ياكسي تيوفن و 3- دودسيل تيوفن به روش اكسايش شيميايي در مجاورت پل ياستيرن سولفونيك اسيد، آمونيوم پرسولفات و آب به ترتيب ب هعنوان دوپ هكننده، اكسنده و حلال در دماي آزمايشگاه با همزدن شديد تهيه شدند. همچنين، كوپليمرهاي ب يتيوفن با 3- دودسيل تيوفن و 4،3 - اتيلن د ياكسي تيوفن و كوپليمرهاي 4،3 - اتيلن د ياكسي تيوفن با 3- دودسيل تيوفن در نسب تهاي مولي مختلف با همان شرايط تهيه پليمرها تهيه شدند. از كيسه دياليز و فرايند انجماد براي خال صسازي و خش ككردن هوموپليمرهاي تهيه شده استفاده شد. ساختار هومو و كوپليمرها با طي فسنجي زيرقرمز تبديل فوريه بررسي شد. ساختار مزدوج و مسطح پليمرها با طي فسنجي فرابنفش - مريي بررسي شد. رسانايي الكتريكي پليمرها با دستگاه رساناي يسنج چهارنقط هاي انداز هگيري شد. شك لشناسي آنها با ميكروسكوپ الكتروني پويشي و عبوري و پايداري گرمايي با دستگاه تجزيه گرماوز نسنجي مطالعه شد. انحلا لپذيري پليمرهاي تهيه شده در انواع حلا لهاي آلي و آب بررسي شد. الكتروفعالي برخي از پليمرهاي تهيه شده با استفاده از ول تسنجي چرخ هاي روي الكترود كربن شيش هاي در محلول الكتروليت LiClO4/CH3CN مطالعه شد. بررسي تصاوير SEM و TEM نشان داد، ساختار هومو و كوپليمرهاي لاي هاي، تجمع يافته و اندازه ذرات آنها حدود 100-200 nm است. همچنين، در مجموع، هومو و كوپليمرهاي تهيه شده رسانايي الكتريكي و الكتروفعالي كمتري دارند. دليل اين كاهش، وجود دوپ هكننده پل ياستيرن سولفونات است كه تحرك پليمرهاي رسانا را كاهش م يدهد.

Conductive polymers based on water-soluble polythiophenes were prepared. In this respect, alkylation reaction was carried out to synthesize the monomer 3-dodecylthiophene using 3-bromothiophene, bromododecane and magnesium. The monomer 2,2?-bithiophene was also prepared from 2-bromothiophene. Then, poly(2,2?-bithiophene), poly(3,4-ethylenedioxythiophene) and poly(3-dodecylthiophene) homopolymers were prepared at room temperature by successive chemical oxidation in the presence of polystyrene sulfonic acid and ammonium persulfate and water, as dopant, oxidant and solvent, respectively, under vigorous stirring. Under similar conditions, 2,2?-bithiophene copolymers with 3-dodecylthiophene and 3,4-ethylenedioxythiophene, copolymers with 3-dodecylthiophene were prepared at different molar ratios. To purify and dry the prepared polymers, dialysis tubs and freezing dry processes were applied. Structure of homo and copolymers were investigated by Fourier transform infrared (FTIR). Conjugated and planar structures of polymers were studied by Ultravoilet (UV-vis) spectroscopy. The electrical conductivity of synthesized polymers was measured by four probe technique. The morphology and thermal stability of the products were studied using scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM) and thermogravimetric analysis (TGA). Finally, solubility of homo and copolymers were tested in some organic solvents and water. Electro- activity of the prepared polymers was studied by cyclic voltammetry (CV) on the glassy carbon (GC) in LiClO4/CH3CN electrolyte solution and their electro-activity was confirmed. Electro-conductivity and electro-activity of homo and co polymers were low due to presence of polystyrene sulfonic acid which reduced the immobility of the polymers.