自從shirakawa et al發現了聚乙炔具有高導電率後 ，導電聚合物這個領域已引起了科學家的廣泛興趣 。經過近20年的發展 ，導電聚合物已經成為一門較為成熟的跨學科綜合研究領域 ，重量輕 、可加工性好 ，抗腐蝕和導電性是這類物質的特點 。在眾多導電聚合物中 ，聚(3 ，4一乙撐二氧噻吩)(簡稱為PEDT) ，它的主鏈結構如圖所示 ：

圖(一) PEDOT的結構

PEDOT由於具有高的電導率(600S／cm)[61 ，較大的穩定性和可見光透射率【 而受到廣泛的關注 。可惜的是 ，PEDOT本身為不溶性聚合物而限製了它的應用 。但通過用一種水溶性的高分子電解質聚苯乙烯磺酸(簡稱為PSS)摻雜解決了它的加工性問題 。 PEDOT／PSS是一種深藍色的水溶性聚合物 、易於加工 。PEDOT／PSS膜具有較高的電導率(10s／cm) ，較高的機械強度 ，高可見光透射率(在可見光範圍內幾乎是透明的)和優越的電化學性能及熱穩定性等 2】 ，在100~C高溫下能耐1000h以上 ，而電導率幾乎不變 。拜爾公司研究人員已經把它應用於工業的各個方麵 ，如固體電解電容器 ，抗靜電塗層 ，通孔線路板電鍍等等 。此後 ，以PEDOT為基材而開發出來的新材料 、新工藝 、新元件等也得到了充分發展 。但國內相關研究還比較落後 ，尤其是單體EDOT合成的研究 ，國內尚未見有這方麵的報道 。

二 、導電聚合物的導電機理

聚合物分子導電應具備的必要條件是 ：分子鏈應該是一個大竹共軛體係(共軛雙鍵或共軛與帶有未成鍵P軌道的雜原子N 、s等偶合)與金屬導電需要自由電子和供電子運動的軌道一樣 ，聚合物的導電也需要有電荷載體和可供電荷載體自由運動的分子軌道 ，由於大多數聚合物本身不具有電荷載體 ，導電聚合物的所必需的電荷載體是由”摻雜”過程提供的 。關於摻雜後導電聚合物的導電機理 ，目前比較成熟的觀點可用下圖(二)加以簡要說明 。

主鏈具有共軛或大仃結構的聚合物 ，在理想狀態下 ，電子在整個主鏈或共軛鏈段上離域 ，單體的分子軌道相互作用 ，最高占有軌道形成價帶 ，最低空軌道形在導帶 ，在不考慮熱運動及光躍遷時 ，價帶層完全充滿電子 ，導帶層全空 ，價帶層與導帶層之間存在能隙  ，因此它們的導電性通常很低 ，摻雜過程相當於把價帶中的一些能量較高的電子氧化掉、從而產生空穴(陽離子自由基) ，其能量介於價帶層與導帶層之間 ，由於陽離子自由基以極化周圍介質的方式來穩定自已 ，因此也稱為極化子 。如果對共軛鏈進行重摻雜 ，則可能在極化分子的基礎上形成雙極化子或雙極子帶 ，極化子和雙極化子可能過雙鍵遷移沿共軛傳遞 ，從而使聚合物導電 。上述導電聚合物的導電機理是建立在無機半導體價帶理論基礎之上的 ，雖然能夠很好的解釋導電聚合物的實驗現象 ，但是是否完全真實反映了導電聚合物的機理尚待進一步研究 。

三 、單體3 ，4-乙撐二氧噻吩(EDOT)的合成情況

J 、D 、Stenger-Smith et．all於1998年采用下述方法合成了EDOT 。反應從硫代二甘酸(HOOCH –s-CH COOH)開始 ，通過一係列的步驟合成2 ，5-二羧酸-3 、4-乙撐二氧噻吩 ，然後通過催化劑脫羧而製成了3 、4-乙撐二氧噻吩 ，合成路線如圖(三)所示 ：

該合成法產率低 ，成本高 。改進或找到一種新的合成方法以提高EDOT的產率 、降低生產成本是當前科研工作者的主要任務 。筆者在合成EDOT的過程中對該方法進行了一些改進 ，如引入相轉移催化劑和沸石分子篩 ，提高了EDOT的產率 。

2． 前一製備單體EDOT的方法為傳統意義上的”五步合成法” ，也是多年來報道過的唯一方法 。該法從工業角度考慮有幾大缺點 ，比如需要強堿 、高溫 ，存在致癌物質(1 、2一二溴乙烷)等 。2004年4月瑞典科學家Fredrik von Kieseritzky等提出一種最新且有效製備EDOT的方法 。如圖(四)所示 。

該法通過2 ，3-二甲氧基-1 ，3-丁二烯在正己烷溶劑中 、於5~C的條件下與SC1 ：反應製成3 ，4-二甲氧基噻吩 ，然後用對甲苯磺酸作催化劑與乙二醇反應製得EDOT 。該法原料價廉易得 、合成簡單 、條件溫和 、產率高(60％) ，非常適合於工業化生產 。這一關鍵技術的突破將極大促進噻吩類導電聚合物的發展 。

四 、聚3 、4一乙撐二氧噻吩(PEDT)的合成方法

由EDT單體及其衍生物合成聚合物的方法通常有兩種：(1)化學氧化聚合法(2)電化學聚合法 。

(1)化學氧化聚合法

其中最經典的是利用氧化劑FeC1 ，和對甲苯磺酸鐵[Fe(OTs) ，1來聚合【131 。所得到的聚合物很難表征 ，但分析結果表麵膜電導率可以達到550S／cm 。反應如下圖所

示 ：

另外一種化學氧化聚合物方法Baytron P方法是拜爾公司發明的 。這就是PEDOT/PSS聚合膜的製備 ，方法如下 ：把EDOT溶解在一種高分子聚合物電解質(如PSS)溶液中 ，Na₂S₂O₈作為氧化劑 ，得到一種深藍色的(PEDOT/PSS )水溶液分解體係 。反應可以在室溫下反應 。溶液幹燥後得到PEDOT/PSS聚合膜 。這種膜具有高電導率 、較高的機械強度 、透明 、且不溶於任何溶劑的特點 。膜結構如下圖6所示 ：

(2)電化學聚合法

與化學聚合相比 ，電化學聚合的優點是 ：可直接氧化單體 ，操作簡便 ，易於控製和監測聚合過程 ，從而獲得性能符合要求的聚合物 。用電化學方法製備聚乙撐二氧噻吩(PEDT)It~ ，溶液中單體的濃度 ，支持電解質的種類 ，聚合電位等對所製備的聚合物的導電性有重大的影響 。Wemetnet在這方麵做了不少工作.

 摘自《化工中間體》