高压均质机应用：PEDOT——显示器的未来

自百川英树等发现用碘或者氟化钾掺杂的聚乙炔具有与金属相当的导电性，电导率可达 100000 S/cm以来，导电高分子成为科学的研究热点。

3,4 乙烯二氧基撑噻吩（EDOT）的聚合物 PEDOT 具有独特的优点，如电导率高，透明性好，性能优良，在物体表面范围内的薄层产生作用，还具有较好的抗水解性，光稳定性，热稳定性以及优良的电化学性能。

20 世纪 80 年代后期，德国拜耳公司以 PSS（聚对苯乙烯磺酸）掺杂 PEDOT，解决了 PEDOT 的溶解性问题，从而使 PEDOT/PSS 的应用更加广泛。

 

 

PEDOT/PSS 悬浮液在塑料或玻璃表面，可以形成透明的 PEDOT/PSS 导电膜，不仅加工处理方便，而且具有可见光透过率高，用量小，抗水解性能好，绿色环保（水基分散体）等优点，使得 PEDOT 获得了巨大的商业成功，在有机薄膜太阳能电池材料，OLED 材料，电致变色材料，透明电极材料等领域有广阔应用前景，在静电屏蔽也有应用。

 

 

PEDOT 以旋涂或者浇铸成膜得到的电导率可达 550 S/cm，用气相聚合法得到的聚合物更能达到 1000 S/cm。

PEDOT 分散液的粘度实表征镀膜后稳定性的重要参数，粘度可在 0.1~1000 mPa·s（在 20 ℃和 100 S^-1 的剪切速率下用流变仪测定），粘度最佳为 40~150 mPa·s。

实验证明，当 PEDOT 粒径明显降低时，其粘度和「挂壁」现象明显增大。国外文献和专利均表明，超高压均质是降低 PEDOT 粒径的金方法。通过超高压均质这样一个手段，能够改善样品性能从而使应用成为现实。

 

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下面与大家分享一个小编自己做的实验记录：

◑实验设备：ATS 高压均质机，光散射粒度仪

◑样品：PDEOT：PSS 分散液

◑含量：固含量 3~5% PH 值为 1

◑实验目的：将产品粒径降低至 100 nm 以下

 

➤评判标准：

1. 样品充分分散后，应呈现类似「胶体」状流动状态，粘度增大；
2. 导电性能需达到产品需求；
3. 粒径分布均一，涂布成膜后均匀稳定。

 

➤基本实验流程：

1. 将冷水机温度设置为 -5 ℃，待温度充分降低之后，可开始准备均质处理；
2. 低压 800 bar 处理三遍取样，高压 1000 bar 处理五遍取样，高压 1350 bar 处理五遍取样；
3. 实验中应注意随着均质处理温度升高，如果冷水机温度不能满足实验要求，应暂停实验或更换冷水机和换热设备。

 

➤实验现象：

1. 随着均质压力和次数的增加，样品的颜色有一定程度的变浅；
2. 均质前的沉淀物，均质之后静置后样品状态稳定不沉淀；
3. 均质处理后，样品温度会略微升高，此时在试管中的流动状态仍为液体。静置后温度降低，「粘壁」现象会较为明显。

 

➤测试数据：

 

◑均质处理之前

 

◑800 bar 三遍处理结果（平均粒径 489.9 nm，PDI=0.189）

 

◑1000 bar 五遍测试结果（平均粒径 490.9 nm，PDI=0.224）

 

◑1350 bar 五遍测试结果（平均粒径 272.2 nm，PDI=0.436）

 

➤数据分析：

1. 均质压力低于 1000 bar 时，处理后可以使样品从微米级细化到纳米级别，且保持较好的分布系数；
2. 均质压力为 1350 bar 时，样品粒径可进一步细化，且后续测试发现，各项参数已经符合要求，是本实验中处理效果最佳的，但是上机涂布仍存在问题；
3. 小编曾做过样品不同稀释倍数测试结果的对比，发现由于本实验中样品泛蓝光，对激光测试的原理有一定影响，所以最终的样品效果参考应以实际的结果为准。