مطالعه عوامل مؤثر بر رسانایی نانوذرات پلی‌پيرول (دوپ شده با کلرید آهن III) تهيه شده به روش پليمريزاسيون امولسيونی



نشریه: سال دهم - شماره سوم- پاييز 1395 - مقاله 2   صفحات :  145 تا 154



کد مقاله:
JCST-28-10-2015-1622

مولفین:
فاطمه خادم: دانشگاه صنعتی سهند، تبریز - دانشکده مهندسی پلیمر
ملیحه پیشوایی: موسسه پژوهشي علوم و فناوري رنگ و پوشش - گروه پژوهشي رزين و افزودني ها
فرهود نجفی: موسسه پژوهشي علوم و فناوري رنگ و پوشش - گروه پژوهشي رزين و افزودني ها
مهدی Salami-Kalajahi: دانشگاه صنعتی سهند، تبریز - دانشکده مهندسی پلیمر


چکیده مقاله:

در این پژوهش نانوذرات شبه کروی پلی‌پیرول با ابعاد کوچک‌تر از 100 نانومتر با کمک آغازگر کلرید آهن III که هم‌زمان نقش دوپنت را برای پلیمر ایفا می‌کند، به روش پلیمریزاسیون امولسیونی تهيه شدند. ساختار شیمیایی پلی‌پیرول با استفاده از آزمون طیف‌‌سنجی زير قرمز تبديل فوريه تأیید شد؛ شکل و ابعاد نانوذرات پلی‌پیرول نیز از طریق تصاویر میکروسکوپ الکترونی مورد بررسی قرار گرفت. آزمون پراش پرتو ایکس جهت شناسایی نظم ساختاری و آزمون هدایت‌سنجی الکتریکی چهارنقطه‌ای برای اندازه‌گیری میزان رسانایی نمونه‌ها انجام شد. در پژوهش حاضر دمای واکنش، غلظت آغازگر و نحوه خوراک‌دهی از جمله عوامل مؤثر بر رسانایی پلی‌پیرول حاصله هستند که بررسی شده‌اند. در این پژوهش بسادگی بدون استفاده از تجهیزات پیچیده سنتز و یا به کارگیری مواد اولیه متفاوت، با بهینه‌سازی شرایط واکنش محصولی با رسانایی S/cm 8.5 به دست آمد. به علاوه اثر گذشت زمان بر رسانایی محصول بررسی شده است.


Article's English abstract:

In this study, spherical-like polypyrrole nanoparticles with diameter smaller than 100 nm were synthesized via emulsion polymerization using FeCl3 as dopant and initiator simultaneously. Chemical structure of polypyrrole was confirmed with FTIR spectra. Furthermore, the morphology and the size of polypyrrole nanoparticles were investigated by SEM images. The structural order of samples was investigated using XRD analysis and the conductivity of samples was measured by four point probe method. In this work, effective factors on the conductivity of resulted polypyrrole including reaction temperature, initiator concentration and feeding strategy were investigated. In this study, without the use of complex equipment of synthesis or the use of different raw materials simply by optimizing the reaction conditions, a product with a conductivity of 8.5 S/cm was obtained. Moreover the aging effect on the conductivity of product was discussed.


کلید واژگان:
پلی‌پیرول، پلیمریزاسیون امولسیونی، رسانایی، کلرید آهن III، دمای واکنش.

English Keywords:
Polypyrrole, Emulsion polymerization, Conductivity, FeCl3, Reaction temperature.

منابع:
8. ف. سلطاني، م. پيشوايي، سنتز نانو ذرات پلي آنيلين/ دوپانت اسید کلریدریک به روش امولسيوني معكوس، نشريه علمي پژوهشي علوم و فناوري رنگ، 9(1394)، 340-333.

English References:
1. B. Birjandy, Electrically conducting polymers. I. J. P. S. T. 3(1369), 164 - 172. 2. A. Eftekhari, Nanostructured conductive polymers. John Wiley and Sons Ltd. Pub., Cleveland, 2010, 3-15. 3. N. Arsalani, A. Dadras Madani, A. A. Entezami, Doping of Electrically Conducting Polymers. I. J. P. S. T. 5(1371), 156 - 167. 4. B. Sevil, K. Zuhal, Synthesis and characterization of polypyrrole nanoparticlesand their nanocomposites with poly (propylene). Macromol. Symp. 295(2010), 59 - 64. 5. X. G. Li, F. Wei, M. R. Huang, Y. B. Xie, Facile Synthesis and Intrinsic Conductivity of Novel Pyrrole Copolymer Nanoparticles with Inherent Self-Stability. J. Phys. Chem. B. 111(2007), 5829 - 5836. 6. J. Y. Koh, Y. Jung, Nanoscale Morphology Control of Conducting Polymers by Cathodic Polymerization Route. Int. J. Electrochem. Sci. 8(2013), 10080- 10085. 7. L. Pan, H. Qiu, Ch. Dou, Y. Li, L. Pu, J. Xuand, Y. Shi, Conducting Polymer Nanostructures: Template Synthesis and Applications in Energy Storage. Int. J. Molecular Sci. 11(2010), 2636-2657. 9. J. Hazarika, A. Kumar, Controllable synthesis and characterization of polypyrrole nanoparticles in sodium dodecylsulphate (SDS) micellar solutions. Synth. Met. 175(2013), 155 - 162. 10. M. K. Song, Y. T. Kim, B. S. Kim, J. Kim, K. Charand H. W. Rhee, Synthesisand characterization of soluble polypyrroledoped with alkylbenzenesulfonic acids. Synth. Met. 141(2004), 315 - 319. 11. Ch. Yang, D. Xiong, H. Wang, Counter-ion Induced Morphological Control of Polypyrrole/Fe3O4 Nano-composites in the Presence of Surfactant CTAB. Adv. Mat. Research 239(2011), 1552 - 1557. 12. S.W. Kim, H.G. Cho, C.R. Park, Fabrication of unagglomerated polypyrrole nanospheres with controlled sizes from a surfactant-free emulsion system. Langmuir 25(2009), 9030 - 9036. 13. A. Reung-U-Rai, A. Prom-Jun, W. Prissanaroon, S. Ouajai, Synthesis of highly conductive polypyrrole nanoparticles via microemulsion polymerization. J. Met. Mater. Miner. 18(2008), 27 - 31. 14. T. A. Skotheim, J. R. Reynolds, Handbook of Conducting Polymers (Third Edition). Taylor & Francis Group, New York, 2007, 263-264. 15. X. Zhang, J. Zhang, W. Song, Zh. Liu, Controllable Synthesis of Conducting Polypyrrole Nanostructures. J. Phys. Chem. B. 110(2006), 1158 - 1165. 16. K. Foroutani, B. Pourabbas, M. Sharif, M. Fallahian, S. Khademi, M. Mohammadizadeh, In situ deposition of polythiophene nanoparticles on flexible transparent films: Effect of the process conditions. Mater. Sci. Semicond. Process. 19(2014), 57-65. 17. M. Jinish Antony, M. Jayakannan, Amphiphilic Azobenzenesulfonic Acid Anionic Surfactant for Water-Soluble, Ordered, and Luminescent Polypyrrole Nanospheres. J. Phys. Chem. B 111(2007), 12772-12780. 18. M. AL-Bagoury, A. S. El-Layan, E. J. Yaacoub, H. Menzel, Synthesis of Aqueous Polymer Colloids Basedon Saccharide Monomers and Alkyl Acrylates Through Emulsion Polymerization, PhD thesis, Cairo University, Egypt, 2005. 19. C. S. Chern, Emulsion polymerization mechanisms and kinetics. Prog. Polym. Sci. 31(2006), 443 - 486. 20. M.F. Planche, J. C. Thleblemont, N. Mazars, C. Bidan, Kinetic Study of Pyrrole Polymerization with Iron (III) Chloride in Water. J. Appl. Polym. Sci. 52(1994), 1867-1877. 21. E. Nazarzadeh Zaree, Optimization condition for the synthesize of polyaniline nanoparticles by chemical oxidation polymerization under ultrasonic irradiation and inert gas. J. Appl. Chem. Res. 13(1389), 83 - 91. 22. R. Ansari, Polypyrrole Conducting Electroactive Polymers: Synthesis and Stability Studies. Eur .polym. j 4(2006), 186 - 201. 23. Z. Erlangung, P. Nazaran, Nucleation in Emulsion Polymerization Steps towards a Non-micellar Nucleation Theory, PhD thesis, Potsdam University, Germany, 2008. 24. M.R. Nabid, J. Tabatabaei Rezaei, Z. Hosseini, A novel template-free route to synthesis of poly (3,4-ethylenedioxythiophene) with fiber and sphere-like morphologies. Mater. Lett. 84(2012), 128 - 131. 25. G. R. Mitchell, F. J. Davis, C. H. Legge, J. J. Thomson, The effect of dopant molecules on the molecular order of electrically - conducting films of polypyrrole. Synth. Met. 26(1998), 247 - 257. 26. J. Hazarika, A. Kumar, Controllable synthesis and characterization of polypyrrole nanoparticles in sodium dodecylsulphate (SDS) micellar solutions. Synth. Met. 175(2013), 155 - 162. 27. S. A. Saafan, M. M. Ayad, E. H. El-ghazzawy, The Effect of Preparation conditions on the Growth Rate of Films, the Yield of Precipitated Powder and the DC Conductivity of Polypyrrole. Turk. J. Phys. 29(2005), 363 - 370. 28. S. Sakkopoulos, E. Vitoratos, E. Dalas, Conductivity degradation due to thermal aging in conducting polyaniline and polypyrrole. Synth. Met. 92(1998), 63 - 67.6mmm 29. A. Kaynak, L. Rintoul, G. Graeme, Change of mechanical and electrical properties of polypyrrole films with dopant concentration and oxidative aging. Mater. Res. Bull. 35(2000), 813 - 824.



فایل مقاله
تعداد بازدید: 1649
تعداد دریافت فایل مقاله : 33

ورود به سامانه نشریه
شناسنامه ی نشریه
صاحب امتياز:
موسسه پژوهشي
علوم و فناوري رنگ و پوشش
مدير مسوول:
پروفسور زهرا رنجبر
سردبير:
پروفسور زهرا رنجبر
مدير اجرايي:
دکتر فرهاد عامري
شاپا چاپي:
8779 - 1735
شاپا الکترونيکي:
2169 - 2383
دسترسی سریع
آخرین شماره های نشریه
آمارهای وبگاه
تعداد بازدید:1,650

کاربران حاضر:31