Untersuchungen zur Zeit- und Temperaturabhaengigkeit der Leitfaehigkeit ausgewaehlter Polymere unter Beruecksichtigung verschiedener elektrochemischer Herstellungsmethoden

• Main Author: Probst, Matthias
• Other Authors: Technische Universität Chemnitz
• Format: Dissertation
• Language: German
• Published: 1996
• Subjects: info:eu-repo/classification/ddc/540; ddc:540; Elektrochemie,%Polyanilin,%Polyindolin,%in%situ%Leitfaehigkeitsmessungen,%Zeit-%und%Temperaturabhaengigkeit
• Online Access: http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:bsz:ch1-199600146; https://monarch.qucosa.de/id/qucosa%3A17319; https://monarch.qucosa.de/api/qucosa%3A17319/attachment/ATT-0/; https://monarch.qucosa.de/api/qucosa%3A17319/attachment/ATT-1/; https://monarch.qucosa.de/api/qucosa%3A17319/attachment/ATT-2/; https://monarch.qucosa.de/api/qucosa%3A17319/attachment/ATT-3/; https://monarch.qucosa.de/api/qucosa%3A17319/attachment/ATT-4/

In der vorliegenden Arbeit wird erstmals ueber elektrochemische in situ Messungen zur Temperaturabhaengigkeit der Leitfaehigkeit von intrinsisch leitenden Polymeren berichtet. Die Leitfaehigkeit von metallischen Leitern nimmt mit der Temperatur ab. Dafuer sind die mit der Temperatur groesserwerdenden Phononenschwingungen im Festkoerper verantwortlich. Bei Halbleitern nimmt die Leitfaehigkeit mit steigender Temperatur zu, weil mehr Ladungstraeger freigesetzt werden. Die Leitfaehigkeit von intrinsisch leitenden Polymeren wird mit dem Polaron-/ Bipolaron-Modell erklaert, welches sich im wesentlichen auf Elemente des Halbleitermodells stuetzt. Daher wird auch bei intrinsisch leitenden Polyeren eine zunehmende Leitfaehigkeit mit steigender Temperatur erwartet. Die verschiedenen elektrochemischen Herstellungsverfahren, die sich in ihrem E-t-Verlauf unterscheiden, ergaben, dass man leitfaehiges Polyanilin nach allen drei Verfahren, jedoch mit unterschiedlicher Geschwindigkeit, erhaelt. Polyindolin bildet sich nur bei der potentiodynamischen Abscheidung in akzeptabler Qualitaet. Bei der potentiostatischen und der Potential-Sprung- Methode tritt offensichtlich schon waehrend der Herstellung die irreversible anodische Oxidation des Polymers auf. Die Messungen zur Zeitabhaengigkeit der Leitfaehigkeit, die als Grundlinie fuer die T-Abhaengigkeitsmessugen erforderlich waren, ergaben in allen Experimenten eine Abnahme der Leitfaehigkeit mit der Zeit. Bei Polyanilin nahmen die Leitfaehigkeiten bei den drei Herstellungsverfahren unter- schiedlich schnell ab. Bei Polyindolin scheint die zeitabhaengige Verlauf der Leitfaehigkeit vom Herstellungsverfahren unabhaengig zu sein. Bei Polyanilin und Polyindolin nimmt die Leitfaehigkeit mit der Temperatur zu. Der LF-T-Verlauf beschreibt dabei eine e-Funktion. Die Auswertung ergibt Aktivierungsenergien fuer die Freisetzung von Ladungstraegern, die im Bereich von 0,2 bis 0,5 eV liegen. Der Vergleich mit spektroskopischen Daten (UV-vis, IR) in der Literatur zeigt, dass zwischen 0,5 eV und 1,5 eV elektronische Uebergaenge beobachtet worden sind, deren Intensitaet mit zunehmender Leitfaehigkeit der Polymerfilme steigt, und die man deshalb als Aktivierungs- energien der Leitfaehigkeit interpretiert. Oberhalb einer bestimmten Temperatur (Polyanilin: 80 Grad C, Polyindolin: 65 Grad C) bricht die Leitfaehigkeit schnell zusammen. Dies ist auf einen thermischen Abbau des Polymers zurueckzufuehren. Bei beiden Polymeren veraendern sich die zyklischen Voltamogramme, die das Redoxverhalten der Polymere wiedergeben, ab den o.g. Temperaturen sprunghaft. Bei Polyanilin tritt ein neuer Peak auf, den ich als Oxidationspeak eines Abbauproduktes interpretiere. Eine genaue Identifizierung des Abbauproduktes ist mit den zur Verfuegung stehenden Methoden nicht moeglich gewesen.