Bảo vệ kim loại chống ăn mòn bằng vật liệu polyme dẫn điện cấu trúc nano

Tổng kinh phí: 270 triệu Mục tiêu Tập trung nghiên cứu vào 02 loại vật liệu chính sau: i lớp phủ nano-composit bền ăn mòn tổng hợp bằng phương pháp điện hóa và ii nghiên cứu tổng hợp pol

Ề TÀI

Bảo vệ kim loại chống ăn mòn bằng vật liệu Polyme dẫn điện cấu trúc nano.

Thời gian thực hiện: 2005 - 2006

Cơ quan chủ trì: Viện Kỹ thuật Nhiệt Đới

Chủ nhiệm: TS Nguyễn Thị Lê Hiền

Cán bộ tham gia:

TS Nguyễn Thị Lê Hiền, TS Nguyễn Tuấn Anh, TS Đinh Thị Mai Thanh,

TS Lê Thu Quý, ThS Nguyễn Văn Khương, KS Vũ Văn Bình, KS Lê ĐứcBảo, ThS Phạm Thị Phượng, ThS Lý Quốc Cường

Tổng kinh phí: 270 triệu

Mục tiêu

Tập trung nghiên cứu vào 02 loại vật liệu chính sau: (i) lớp phủ

nano-composit bền ăn mòn tổng hợp bằng phương pháp điện hóa và (ii) nghiên cứu tổng hợp polyanilin dẫn điện kích thước nano và khả năng bảo vệ chống

ăn mòn của nó

Nội dung nghiên cứu

Lớp phủ nano - composit bền ăn mòn tổng hợp bằng phương pháp điện hóa

- Nghiên cứu quá trình thụ động thép trong dung dịch tạo Ppy

- Tổng hợp màng Ppy bằng phương pháp điện hóa

- Nghiên cứu các đặc tính của màng

- Khả năng bảo vệ chống ăn mòn của màng polime dẫn điện

- Lớp phủ liện hợp polime dẫn /Epoxy

Nghiên cứu tổng hợp polyanilin dẫn điện kích thước nano và khả năng chống ăn mòn của nó

- Chế tạo kích thước nano

- Nghiên cứu tính chất của PAni thu được

- Sử dụng PAni kích thước nano bảo vệ chống ăn mòn kim loại

- Sử dụng lớp phủ Epoxy chứa PAni làm lớp phủ lót

Kết quả đạt được

Nghiên cứu chế tạo thành công màng nano-composit bền ăn mòn trên cơ sở Ppy và nano oxit sắt trực tiếp trên nền thép trong dung dịch tetraoxalat 0,05M, có mặt chất hoạt động bề mặt DS 10-4M chứa 1g/l nano oxit sắt với hiệu suất ổn định khoảng 60%

Các kết quản phân tích phổ raman, CS-AFM và nghiên cứu cơ chế bảo vệ chống ăn mòn của lớn phủ composit đã chỉ ra rằng sự có mặt của nano oxit sắt trong Ppy đã làm cho màng polime dẫn sít chặt hơn, ở trạng thái oxy hóa cao hơn, chính vì vậy có khả năng cung cấp điện tích dương khi kim loại bị

ăn mòn và đưa sắt thép vào trạng thái thụ động (khả năng tự sửa chữa)

-Fe2O3 có mức độ oxy hóa cao nhất lại có từ tính, do đó hiệu quả bảo vệ cao hơn so với Fe3O4 Màng Ppy/- Fe3O4 (dầy 3-4m) bảo vệ kim loại trong dung dịch NaCl 3% khoảng 644 giờ, gấp 3 lần so với màng Ppy/- Fe3O4 và gấp 17 lần so với lớp phủ vắng mặt oxit Trong môi trường axit, màng phủ này có khả năng bảo vệ kim loại khoảng 130 giờ trong HCl pH2

và khoảng 2000 giờ trong H2SO4 pH2

Lớp phủ liên hợp nano composit Ppy/- Fe2O3 và epoxy (dầy 26-27m) có khả năng bảo vệ kim loại hơn 20 tuần, trong khi đó màng epoxy vắng mặt lớp lót đã bị ăn mòn sau 1 ngày thử nghiệm

Đã tổng hợp thành công PAni kích thước nano (nanotube, nanowire và nano particle) bằng phương pháp hóa học hoặc điện hóa trong các dung dịch khác nhau có và không có mẫu dưỡng (CNT, Al2O3, SiO2, ZnO)

Với hàm lượng tối ưu rất nhỏ 1% PAni particle được phân tán trong lớp phủ epoxy đã cải thiện đáng kể khả năng bảo vệ chống ăn mòn của lớp phủ epoxy (ngoại trừ PAni được tổng hợp trong H2SO4) PAni được tổng hợp trong môi trường trung tính cho hiệu quả chống ăn mòn gấp 10 lần so với PAni được tổng hợp trong môi trường axit Tuy nhiên, thử nghiệm mù muối với khuyết tật nhân tạo cho thấy PAni tổng hợp trong môi trường axit cho khả năng tự sửa chữa cao hơn, tương đương với lớp phủ chứa lớp lót cromat.Trong môi trường thử nghiệm là H2SO4, lớp phủ chứa PAni tổng hợp trong môi trường axit có khả năng bảo vệ tương đương với lớp phủ chứa lớp lót cromat nhưng trong môi trường thử nghiệm HCl, hiệu quả bảo vệ không cao bằng lớp phủ chứa lớp lót cromat

Khi dùng lớp phủ epoxy chứa PAni làm lớp lót, hệ phủ epoxy có dòng ăn mòn và tốc độ ăn mòn giảm đi hơn 2 bậc độ lớn so với lớp phủ epoxy vắng mặt PAni cùng chiều dầy tổng

Việc sử dụng màng nano-composit Ppy/oxit và lớp phủ epoxy chứa PAni như lớp lót trong hệ sơn phủ đã làm tăng đáng kể hiệu quả bảo vệ chống ăn mòn của lớp phủ hữu cơ

Kết quả đào tạo

Đã đào tạo 03 thạc sỹ, 03 sinh viên của trường ĐHSP Hà Nội và ĐHQG Hà Nội

Sản phẩm khoa học

Hơn 20 công trình nghiên cứu liên quan đến đề tài đã được công bố trên các tạp chí khoa học và hội nghị, hội thảo

Dùng polyme để chống ăn mòn kim loại

Các hợp chất cromat đang được sử dụng rộng rãi để chống ăn mòn cho các bề mặt kim loại Tuy nhiên, các hợp chất này có một nhược điểm lớn là chứa crom hóa trị 6 - một chất gây ung thư và là nguyên nhân gây ung thư phổi Vì cromat rất nguy hiểm đối với sức khỏe của con người nên Cục quản lý an toàn và sức khỏe nghề

nghiệp của Mỹ đang đề nghị giới hạn mức phơi nhiễm cromat tại nơi làm việc ở mức 1μg/mμg/mg/m3 (giảm 50 lần so với giới hạn hiện nay tại Mỹ

và nhiều nước châu Âu) Do đó, các nỗ lực nghiên cứu các chất thay thế cromat đang được thực hiện tại các trường đại học và các công

ty tư nhân ở Mỹ, mục đích là sản xuất các polyme dẫn điện Có một

số lý thuyết nói về cơ chế bảo vệ kim loại của các polyme dẫn điện Chúng có thể tạo ra một lớp chắn trên bề mặt kim loại, tạo ra lớp oxit kim loại (thụ động hóa) hoặc bảo vệ bề mặt kim loại bằng sự hình thành điện trường tại bề mặt kim loại, hạn chế dòng điện tử đi

từ kim loại đến chất oxy hóa

Các nhà nghiên cứu Zarras và John Stenger Smith tại China Lake, California đã phát triển polyme dẫn điện có tên gọi là poly (2,5-bis-(N-metyl-N-hexylamin)phenylen vinylen) (BAM-PPV) có khả năng thay thế cromat BAM - PPV là vật liệu bán dẫn có khả năng kìm hãm

sự ăn mòn hợp kim nhôm trong các thí nghiệm sương muối trung tính Hiện nay, Zarras đang thử nghiệm công thức của ông trên hợp kim nhôm - đồng có tên là 2024-T3 thường được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp hàng không vũ trụ

Công ty Crosslink cũng đang thử nghiệm chất ức chế ăn mòn đã nghiên cứu trên 2024-T3 Chất ức chế được gọi là DMcT (2,5-

đimecapto-1μg/m,3,4-thiazol) được sử dụng làm chất kích tạp trong

polyanilin, một loại polyme dẫn điện dùng để sơn kim loại

Theo Crosslink, DMcT là một anion Khi ăn mòn xảy ra, lớp phủ giảiphóng anion này và làm ngừng quá trình ăn mòn, giống như cơ chế cảm biến - đáp ứng đây thực sự là một màng sơn thông minh

Polyanilin hoặc một polyme dẫn điện khác có bổ sung DMcT được

sử dụng làm lớp phủ kim loại Khi lớp phủ này bị phá vỡ thì sự ăn mòn xảy ra

Lớp phủ polyanilin tích điện dương còn DMcT tích điện âm, do đó chất ức chế được giữ lại trong lớp phủ Tuy nhiên, khi polyanilin bị khử do sự oxy hóa kim loại nó sẽ trở thành trung tính và đẩy anion

ra khỏi lớp màng Như vậy, có sự giải phóng anion theo cách được kiểm soát

Một hướng nghiên cứu khác về các chất polyme thay thế đang được thực hiện tại đại học Rhode Island nơi mà các nhà nghiên cứu

đã phát triển polyme sợi kép có chứa polyanilin Hai sợi này đan xen vào nhau giống như hình xoắn kép của ADN

Các nhà nghiên cứu cũng sử dụng hợp kim 2024-T3, và họ thấy rằng, polyme dẫn điện tạo ra sự bảo vệ tương tự như cromat trong khoảng thời gian dài, trong cả một số quy trình thử phun muối theo tiêu chuẩn công nghiệp và trong quá trình thử nghiệm tại phòng thí nghiệm Khi polyme này được bổ sung vào lớp mạ điện và được sử dụng để bảo vệ các thân xe ôtô, nó đã làm tăng hiệu quả của lớp mạ

Có 2 dòng polyme khác nhau được sử dụng Dòng thứ nhất là polyme dẫn điện, polyanilin; dòng thứ hai là polyme tích điện âm, ví

dụ axit polyacrylic, để làm ổn định polyanilin Axit polyacrylic được bổsung vào nhằm giúp cho việc phối trộn polyme với nhựa gốc để phủ kim loại

Các polyme dùng thay thế cromat đều không chỉ có các tính năng chống ăn mòn mạnh mà chúng còn kinh tế và dễ gia công

NGUYỄN HƯƠNG

Theo Chemistry & Industry, 4/2005

Phòng Nghiên cứu Sơn bảo vệ

PHÒNG NGHIÊN CỨU SƠN BẢO VỆ

Phòng Nghiên cứu sơn bảo vệ là một trong 9 phòng chuyên môn của Viện

Kỹ thuật nhiệt đới

- TS NCVC Nguyễn Tuấn Dung, ndung@vnd.vast.ac.vn

- TS Bùi Trần Lượng, luong@vnd.vast.ac.vn

- ThS Phạm Gia Vũ, pvu@vnd.vast.ac.vn

- CN Vũ Kế Oánh, oanh@vnd.vast.ac.vn

- KS Nguyễn Sĩ Ly, ly@vnd.vast.ac.vn

Lĩnh vực nghiên cứu, hoạt động:

Nghiên cứu

- Lớp phủ hữu cơ: Nghiên cứu ảnh hưởng của chất tạo màng,

pigment và phụ gia đến tính chất bảo vệ của lớp phủ Nghiên cứu cơ chế bảo

vệ chống ăn mòn của các màng sơn Thử nghiệm gia tốc và phơi mẫu tự nhiêm các hệ lớp phủ hữu cơ

- Nghiên cứu xử lý bề mặt thép trước khi sơn không độc hại, thân thiện môi trường

- Nghiên cứu ứng dụng phụ gia cấu trúc nano trong chế tạo các lớp phủ polyme nanocompozit bảo vệ chống ăn mòn kim loại Nghiên cứu chế tạo phụ gia nano mang ức chế ăn mòn Nghiên cứu cơ chế bảo vệ chống ăn mòn của màng nanocompozit

- Polyme dẫn: Tổng hợp polyme dẫn bằng phương pháp điện hóa và hóa học Nghiên cứu bảo vệ chống ăn mòn kim loại bằng polymer dẫn, sử dụng polyme dẫn như phụ gia ức chế ăn mòn kim loại Ứng dụng polyme dẫn trong chế tạo sensor môi trường

Triển khai:

Hợp tác nghiên cứu triển khai với các lớp phủ bảo vệ hữu cơ bảo vệ chống ăn mòn kim loại tại các cơ sở công nghiệp:

- Tập đoàn than và khoáng sản Việt Nam

- Công ty Sơn Hải Phòng

- Viện Luyện kim đen

- Tổng công ty xăng dầu

- CIRIMAT, INP Toulouse, France

- EEIGM, Nancy, France

- ITODYS, University Paris 7, France

- UPR 15 CNRS " Laboratoire des Interfaces et Systèmes

Electrochimiques ", Paris VI, France

- Laboratoire de Chimie Appliquée, ENSC Montpellier, France

- Institiute of Physics , Erst-Moritz-Arndt-University,

Greifswald,Germany

- Hybrid Center, KIST, Korea

- Tokyo Institute for Technology, Japan

- Daint-Nippon, Japan

Các công trình, đề tài tiêu biểu:

Các đề tài nghiên cứu

+ Đề tài cấp Viện KHCNVN, giai đoạn 2004-2005 “Nghiên cứu ứng dụng lớp phủ clay nanocomposit bảo vệ chống ăn mòn cho các công trình trên biển và hải đảo

+ Đề tài cấp Viện KHCNVN, giai đoạn 2006-2007 “Nghiên cứu chế tạo lớp phủ nanocomposit bảo vệ các thiết bị và công trình làm việc trong điều

kiện môi trường biển”

+ Đề tài nghiên cứu cơ bản cấp Nhà nước giai đoạn 2006-2008, “Nghiên cứu kết hợp clay hữu cơ với các chất ức chế ăn mòn trong lớp phủ

nanocomposit bảo vệ chống ăn mòn kim loại”

+ Đề tài nghiên cứu cơ bản cấp nhà nước giai đoạn 2006-2008 “Nghiên cứu lớp phủ “thông minh” tự sửa chữa để bảo vệ chống ăn mòn cho thép cacbon nhờ polyme dẫn lai tạp dị vòng ni tơ”

+ Đề tài nghiên cứu cơ bản cấp nhà nước giai đoạn 2006-2008 “Tổng hợp điện hóa màng polymer chức hóa có khả năng nhậy cảm với ion kim loại”

+ Dự án khối Pháp ngữ giai đoạn 2005-2005 “Phát triển phương pháp mớibảo vệ chống ăn mòn cho kim loại không gây ô nhiễm môi trường bằng các lớp phủ polyme có chứa các hợp chất hữu cơ”.

Các công trình công bố tiêu biểu

1 Trịnh Anh Trúc, Tô Thị Xuân Hằng, Vũ Kế Oánh, Nguyễn Đức Nghĩa, Jean Baptiste Jorcin, Nadine Pebere, Understanding the protection anticorrosion for carbon steel of polyurethane nanocomposite coating based

on polyaniline/montmorillonite using Local Electrochemical Impedance Spectroscopy, Advances in Natural Sciences, vol 7, 3-4, 2006, 237-243

2 Trịnh Anh Truc, Đào Thúy Lành, Tô Thị Xuân Hằng, The inhibition

of mild steel corrosion by an indole-3 butyric acid, Proceedings of the 14thAsian-pacific corrosion control conference, 21-21/10/2006 Shanghai (Chine)

3 To Thi Xuan Hang, Trinh Anh Truc, Truong Hoai Nam, Siriporn

Daosiset Evaluation of corrosion resistance of food cans by

electrochemical impedance spectroscopy, Proceedings of the 14th pacific corrosion control conference, 21-21/10/2006 Shanghai (Chine)

Asian-4 To Thi Xuan Hang, Trinh Anh Truc, Truong Hoai Nam, Vu Ke Oanh, Jean-Baptiste Jorcin, Nadine Pébère, Corrosion protection of carbon steel by an epoxy resin containing organically modified clay, Surface & Coatings Technology 201 (2007) 7408–7415

5 Trịnh Anh Trúc, Tô Thị Xuân Hằng, Vũ Kế Oánh, Nguyễn Đức Nghĩa, Jean Baptiste Jorcin, Nadine Pebere, Understanding the protection anticorrosion for carbon steel of polyurethane nanocomposite coating based

on polyaniline/montmorillonite using Local Electrochemical Impedance Spectroscopy, Advances in Natural Sciences, vol 7, 3-4, 2006, 237-243

6 S Reisberg, B Piro, V.Noel, T.D Nguyen, P.E Nielsen, M.C Pham, Investigation of the charge effect on the electrochemical transduction

in a quinine-based DNA sensor, Electrochimica Acta, 54 (2008) 346-351

7 Trịnh Anh Trúc, Vũ Kế Oánh, Nguyễn Thị Lê Hiền, Tô Thị Xuân Hằng, Sử dụng polypyrol lai tạp với axit amino nphtalen sunfonic như chất

ức chế ăn mòn kim loại trong lớp phủ epoxy, Tạp chí hóa học, T.46, 2008, 566-571

8 Nguyễn Tuấn Dung, Đặng Lan Anh, Phạm Thị Thanh Hương, Tô Thị Xuân Hằng, Trùng hợp điện hóa polytyramin trong môi trường nước, Tạp chí Hóa học, T.46, No 6, tr 681-687, 2008

9 Nguyễn Tuấn Dung, Phùng Như Bách, Đặng Lan Anh, Tô Thị Xuân Hằng, Tổng hợp điện hóa màng poly(1,8-diaminonaphtalen) trong môi trường nước, Tạp chí Khoa học và công nghệ,T.46, No 3, tr 89-93, 2008

10 Biến tính hữu cơ clay montmorilonit K10 bằng hợp chất azo có chứa nhóm sunfonic axit Tô Thị Xuân Hằng, Trịnh Anh Trúc, Phạm Gia Vũ Tạpchí Hoá học,T 47, 287-291, 2009.

11 Nghiên cứu ảnh hưởng của clay Nanofil5 và phụ gia Tinuvin292 đến

độ bền tử ngoại của màng polyuretan clay nanocompozit Phạm Gia Vũ, Tô Thị Xuân Hằng, Nguyễn Quang Tạp chí Hoá học,T 47, 4A, 753-757, 2009

12 Biến tính clay bằng ức chế ăn mòn gốc benzothiazol và chế tạo lớp phủ bảo vệ epoxy clay nanocompozit Tô Thị Xuân Hằng, Phạm Gia Vũ, Trịnh Anh Trúc Tạp chí Hoá học, T 47, 4A, 512-515, 2009

13 Tổng hợp nano silica hybrid sử dụng như chất ức chế ăn mòn

cholớpphủ hữu cơ trên thép cacbon Trịnh Anh Trúc, Nguyễn Thuỳ Dương,

Tô Thị Xuân Hằng.Tạp chí Hoá học, T 47, 4A, 742-747, 2009

14 Tổng hợp hoá học polyanilin hoạt hoá bằng camphosulfonic axit Nguyễn Tuấn Dung, Hồ Thu Hương, Vũ Kế Oánh, Tô Thị Xuân Hằng Tạp chí Hoá học,T 47, 4A, 44-48, 2009

Cơ sở vật chất phục vụ nghiên cứu

- Máy đo tổng trở AUTOLAB P30

- Máy li tâm tốc độ cao 11000 vòng/phút Hettich (Đức)

- Máy trộn lắc 3 chiều

- Máy tạo màng li tâm

- Máy mài mẫu

- Hệ thiết bị xác định tính chất của lớp phủ

- Tủ thử nghiệm mù muối

- Tủ thử nghiệm nóng ẩm tử ngoại ATLAS UVCON UC-327-2

- Trạm phơi mẫu Quảng Ninh

- Trạm phơi mẫu Nha Trang

Địa chỉ liên hệ: Phòng Nghiên cứu sơn bảo vệ, Viện Kỹ thuật nhiệt đới,

Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam, 18 Hoàng Quốc Việt, Cầu Giấy, HàNội, ĐT: (04) 2187506, (04) 37564333/1086, email: hang@vnd.vast.ac.vn

Polythiophene và dẫn xuất: Một Polymer dẫn điện nhiều tiềm năng.

Thứ Năm, 17/02/2011, 10:28 CH | Lượt xem: 787

I) Phần 1 Trong năm 2009 các nhà khoa học đã tổng hợpthành công Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT)

hình sợi bằng phương pháp hóa học sử dụng monomer

3,4-ethylenedioxythiophene (EDOT) với doping là BF3, kết quả PEDOT hình thành với khả năng dẫn điện lên đến 150-250 S/cm Độ bền nhiệt gia tăng đáng kể Hình thái của PEDOT được quan sát bằng SEM cho thấy các sợi với chiều dài và bán kính là 10 và 0.4 µm

Giới thiệu

- Trong hầu hết các polymer dẫn điện thì PEDOT là một loại vật liệu polymer được ứng dụng nhiều nhất vì khả năng bền nhiệt, độ dẫn cao, độ trong suốt cao khi được doping loại p PEDOT được tổng hợp bằng phương pháp hóa học bằng cách sử dụng một chất doping là một acid Lewis như FeCl3 ,BF3 polymer tạo thành ở dạng bột đen với độ dẫn 100S/cm Các nhà khoa học quan tâm làm sao để điều chế một polymer có độ dẫn cao hơn là hiệu suất trong giai đoạn này vì thế họ đã bắt tay vào nghiên cứu để tìm ra điều kiện tối ưu nhất

Thí nghiệm

Bảng 1: Điều kiện tối ưu để tổng hợp PEDOT có độ đẫn cao.

- Từ bảng 1cho thấy với xúc tác là acid BF3 trong dung môi toluen, nhóm thế halogen là Br thì cho độ dẫn cao nhất

Hình 1: Phản ứng tổng hợp PEDOT

- Monomer được dùng là 2,5-dibromo-3,4-ethylenedioxythiophene, dung môi sử dụng là toluen ở nhiệt độ là 35oC vừa thêm từ từ BF3-OEt2 và khuấy đều dung dịch Tiếp tục khuấy đều hỗn hợp ở 30oC trong 2 giờ và sau đó đunnóng trong thời gian là 24 giờ ở 100oC như trên bảng 1 Trong quá trình thựchiện phản ứng sẽ có sinh ra khí Br, khí Br được bẩy vào nước Kết thúc phảnứng trong dung dịch phản ứng xuất hiện một dạng bột rắn màu xanh-đen sẽ

được mang đi lọc, rửa nhiều lần bằng alcol và nước, và cuối cùng là rửa bằng chloroform, sau khi lọc sản phẩm ở dạng bột thì làm khô tự nhiên ngoài không khí và lò chân không ở 40oC

Kết quả & thảo luận

- Hình dạng của PEDOT được xác định thông qua kính hiển vi điện tử SEM Kết quả dưới kính hiển vi cho thấy PEDOT được hình thành ở dạng sợi với chiều dài trung bình là 10µm đường kính khoảng 0.4µm PEDOT được tổng hợp bằng các phương pháp khác nhau sẽ có hình dạng khác nhau,

cụ thể là khi tổng hợp bằng chất xúc tác FeCl3 hình dạng của PEDOT được thấy như hình 2c, hay khi được tổng hợp ở trạng thái rắn thì thấy như hình 2d, hình 2a và 2b là PEDOT khi tổng hợp bằng xúc tác BF3 Hình thái của PEDOT như thấy ở hình 2c và 2d bất bình thường và vô định hình không có dạng sợi Trên thực tế PEDOT được tổng hợp ngay bên trong một cái khung (ví dụ như cái khây thủy tinh) Hình thái của PEDOT có liên quan mật thiết đến tính dẫn điện, các PEDOT ở dạng sợi sẽ có tính dẫn điện cao hơn đặt biệt là các sợ có đường kính nhỏ

Hình 2: Hình thái PEDOT nhìn dưới SEM

- Các PEDOT hình sợi có tính dẫn điện cao hơn PEDOT vô định hình và

độ ổn định độ dẫn trước sự khắt nghiệt của môi trường theo thời gian cũng khá lý tưởng Để chứng mình điều này người ta đã làm một thí nghiệm nhỏ như sau: hai mẫu, một của PEDOT hình sợ được tổng hợp bằng xúc tác BF3 (PEDOT/BF3) và một bằng xúc tác FeCl3 (PEDOT/FeCl3) cùng dung môi toluen, ban đầu độ dẫn điện tương ứng của hai mẫu này là 2.5*102 và 3.6*10S/cm, để thử tính chất người ta cho hai mẫu vào lò ở 100oC sau ba ngày thì thấy rằng độ dẫn của PEDOT/BF3 hình sợi giảm ít cụ thể là còn 1.6*102S/cm còn PEDOT/BF3 giảm còn 2*10 S/cm Ngay cả khi PEDOT/BF3 bị nung trong 7 ngày ở 100oC thì độ dẫn còn ở mức 102S/cm

thuật thông tin số, màng chọn lọc (selective membrance) vật liệu phủ đặt biệt hấp thụ sóng điện từ, vật liệu phủ chống ăn mòn hóa học, vật liệu trong ngành điện tử

Vật liệu chế tạo cảm biến:

PT có thể sử dụng làm vật liệu chế tạo các loại sensor như sensor đo độ

ẩm, bộ cảm biến sinh học (biosensor) đo hàm lượng glucozo trong máu, đo hàm lượng acid amin, sensor hóa học đo nồng độ các loại khí như nito, hidro, SO2

Vật liệu phủ đặt biệt:

Vật liệu phủ chống ăn mòn kim loại: PT được sử dụng làm vật phủ chống

ăn mòn kim loại Quá trình chống ăn mòn kim loại của vật phủ PT thực hiện theo cơ chế sau:

Màng PT đóng vai trò là màng chắn để ngăn cản sự vận chuyển oxy nước vào bề mặt tiếp xúc với kim loại Màng PT đống vai như catod bảo vệ kim loại, là nguôn cung cấp các chất ức chế chống ăn mòn kim loại, ngoài ra nó còn như một màng oxit thụ động bền vững giống như màng Crom bảo vệ kim loại

Màng phủ chống tĩnh điện bề mặt, hấp thu sóng điện từ: Màng mỏng PT vải tẩm PT đã được sử dụng trong nhiều lĩnh vực chế tạo vật liệu: Chống tĩnh điện bề mặt (antistatic film, antistatic fibers) Hấp thụ sóng điện từ; Electromagnetic interference shieding, hấp thụ sóng rada Nhờ khả năng chống tĩnh điện người ta đã chế tạo ra áo khoác chống tĩnh điện

Ngày nay các màng hình vi tính hay tivi được phủ một lớp PEDOT:PSS như một lớp phủ chống tĩnh điện cho các ống tia âm cực (CRT) để tránh thu hút bụi

Pin năng lượng trong suốt làm từ PEDOT:PSS

Các thành phần của OLED: Ứng cử viên sáng giá thay thế LCD

 Lớp dẫn (conductive layer) - lớp này được làm từ các phân tử hữu cơ

dẻo có nhiệm vụ truyền tải các lỗ trống từ anode Một polymer dẫn được sử dụng trong các OLED là polyaniline

 Lớp phát sáng (emissive layer) - lớp này được làm từ các phân tử

hữu cơ dẻo (nhưng khác loại với lớp dẫn) có nhiệm vụ truyền tải các electron từ cathode Một loại polymer dùng trong lớp phát sáng là polyfluorence,polythiophene

I POLYMER

1 Polyme là gì?

Polyme là hợp chất cao phân tử được cấu tạo từ rất nhiều nhóm có cấu tạo hóa học giống nhau lặp đi lặp lại và chúng nối với nhau bằng liên kết đồng hóa trị

Ví dụ : Nếu A là đơn vị phân tử, phản ứng trùng hợp (polymerization) sẽ cho

ra một "xích" polymer có dạng

AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA

Trong đó hàng nghìn, hàng chục nghìn đơn vị A được nối lại với nhau bằng nối hóa học Nếu A là phân tử ethylene thì ta có polyethylene; propylene thì polymer sẽ là polypropylene v.v Ngoài ra, các nhà hóa học còn có thể tạo

ra những phản ứng trùng hợp giữa hai monomer A và B để tổng hợp

copolymer có mạch phân tử chứa A và B Tùy vào điều kiện phản ứng, A và

B có thể liên kết một cách hỗn loạn (random),

Polyethylene (PE) là một polymer đơn giản nhất, nguyên liệu chính làm những túi nhựa gia dụng và là một vật liệu thường thấy trong cuộc sống hằng ngày

Cấu trúc polyethylene

2 Giới thiệu Polymer dẫn

Polymer với các nối đôi liên hợp có những tính chất khác với các polymer thông thường là khả năng dẫn điện, được gọi là polymer dẫn (Conducting polymer) Với tính chất đặc biệt này, lĩnh vực nghiên cứu về polymer dẫn điện đã thu hút nhiều nhà nghiên cứu ở nhiều lĩnh vực khác nhau Khả năng ứng dụng của loại vật liệu mới này luôn là thách thức với các nhà khoa học nói chung và các nhà hoá học nói riêng Năm 2000, giải Nobel hoá học đã được trao cho ba nhà khoa học Heeger, MacDiarmid và Shirikawa với sự phát hiện tăng độ dẫn điện của polyaxetilen khi được pha tạp iốt Kết quả này đã mở đầu cho một bước nhảy vọt của lĩnh vực nghiên cứu, khả năng