摘要:
未取代的聚(对苯基乙烯)(PPV)在惰性气氛下加热时,在高达 1800 °C 的温度下具有非常高的炭产量,是一种潜在的碳质材料来源。然而,由于未取代的 PPV 在碳化前加工成纤维或独立薄膜的能力有限,阻碍了其在碳材料合成中的应用。为了解决加工性问题,我们合成了可溶性铵基 PPV 前体,并首次碳化了铵基 PPV 薄膜。1- (氯甲基)-4-[(三乙基铵)甲基]氯化苄在碱性条件下通过与 Gilch 反应类似的方法进行聚合。在聚合过程中,铵官能团被大量消除,但剩余的 5-20% 的铵官能团可以在极性钝化溶剂(如二甲基亚砜 (DMSO))中溶解。聚合后将铵官能团与较大的对甲苯磺酸反阴离子进行交换,可获得更柔韧、成膜性更好的 PPV 基聚合物。此外,由于骨架上的铵基团比例较低,因此在碳化过程中的重量损失较小,在高达 1800 °C 的碳化温度下仍能保持 51 wt%的重量损失,并能保持最终的薄膜结构。这些薄膜在 1000、1400 和 1800 °C 的温度下碳化,并通过扫描电子显微镜、拉曼光谱、傅立叶变换红外光谱、X 射线衍射和电导率测量进行分析,以研究碳结构的发展。