微射流均質(zhì)機(jī)在聚噻吩分散中的應(yīng)用

聚噻吩（Polythiophene）是一種重要的導(dǎo)電聚合物，具有獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)。聚噻吩包括多種不同結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的化合物，常見的聚噻吩物質(zhì)種類包括但不限于：

• 聚3-噻吩（Poly(3-thiophene)）
• 聚2,2'-聯(lián)噻吩（Poly(2,2'-bithiophene)）
• 聚EDOT（Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)，簡稱PEDOT）
• 聚EDOT-co-Th（Poly(3,4-ethylenedioxythiophene-co-thiophene)）
• 聚2,5-二取代噻吩（Poly(2,5-dialkoxythiophene)）
• 聚3,4-二取代噻吩（Poly(3,4-dialkoxythiophene)）

聚噻吩的性質(zhì)

聚噻吩在摻雜后表現(xiàn)出導(dǎo)電性，可通過氧化劑處理來提高其導(dǎo)電率，通常每五個(gè)環(huán)中就有一個(gè)被氧化。聚噻吩的導(dǎo)電形式是鹽，其電導(dǎo)率范圍廣泛，從導(dǎo)體到半導(dǎo)體甚至絕緣體都有涵蓋，可達(dá)10^-16至10^2 S/cm。在氧化后，聚噻吩的導(dǎo)電性是由電子沿聚合物主鏈的離域作用產(chǎn)生的。

聚噻吩的應(yīng)用

聚噻吩的應(yīng)用非常廣泛，包括有機(jī)太陽能電池、化學(xué)傳感、電致發(fā)光器件等。其衍生物PEDOT是重要的有機(jī)電致發(fā)光器件制備中的空穴傳輸層材料。聚噻吩的上游產(chǎn)品包括高氯酸墨綠聚噻吩薄膜、二氧化錫、氧化銦等。

聚噻吩的分散

聚噻吩作為一種有機(jī)半導(dǎo)體材料，其性能和應(yīng)用受到其分散狀態(tài)的影響。聚噻吩的分散狀態(tài)直接影響其光學(xué)性能、導(dǎo)電性能和穩(wěn)定性。微射流均質(zhì)機(jī)是一種高效的分散技術(shù)，可用于將聚噻吩等有機(jī)半導(dǎo)體材料分散成均勻的溶液或分散體。微射流均質(zhì)機(jī)主要是利用高壓微射流以及劇烈的剪切力將聚噻吩均勻分散于溶劑中。通過微射流均質(zhì)機(jī)分散，可以獲得高度均勻的聚噻吩溶液，從而提高器件性能和穩(wěn)定性。良好的分散性可以使聚噻吩更易于溶解和加工，有利于制備薄膜、涂層等器件結(jié)構(gòu)。

PEDOT/PSS的分散

PEDOT即：聚(3,4 -乙烯二氧噻吩)是一種無需摻雜即具有良好導(dǎo)電性能的有機(jī)聚合物。PEDOT具有高電導(dǎo)率，高透光率，高穩(wěn)定性的特點(diǎn)，但是仍然不溶于任何溶劑，加工性也不好。向PEDOT聚噻吩引入水溶性的高分子聚苯乙烯磺酸（PSS）能很好的解決PEDOT的溶解性問題，得到的PEDOT/PSS可以穩(wěn)定的分散在水中，而且具有優(yōu)秀的成膜性，透過率高。PEDOT在有機(jī)太陽能電池、有機(jī)電致顯示、超級電容器等電子器件、包裝及塑料中得到廣泛應(yīng)用。

在水溶液中，PEDOT的一部分與PSS束緊密相連。這些束在水中形成凝膠顆粒的膠體。粒子中心為PEDOT富集區(qū)，外圍是親水PSS富集區(qū)。因此，PEDOT:PSS的沉積和干燥形成了具有豐富PEDOT內(nèi)核和豐富PSS外殼的片狀顆粒。

薄膜的形貌和電導(dǎo)率在很大程度上受到加工方法和配方中包含的任何其他添加劑(通常稱為二次摻雜劑)的影響。PEDOT的電導(dǎo)率僅與溫度有微弱的依賴關(guān)系。然而，對于PEDOT:PSS，導(dǎo)電率隨溫度、導(dǎo)熱率和熱穩(wěn)定性變化而變化，且高度依賴于薄膜的化學(xué)成分和形貌。下圖為PEDOT/PSS的分子結(jié)構(gòu)以及微射流均質(zhì)機(jī)分散后的PEDOT/PSS液體圖片。