폴리아닐린 도핑 생성물의 구조는 주로 극화자 격자 모델과 사환 벤조 변형 모델로 해석된다. 폴리아닐린의 주요 도핑 점은 이민 질소 원자이다. 양성자가 휴대하는 양전하가 분자체인 내부의 전하를 통해 전이되어 분자사슬을 따라 주기적으로 분포한다. 그리고 효과적인 양성자산이 섞이도록 벤조디아민과 플루토늄 이민이 동시에 존재해야 한다. 양성자 도핑은 폴리아닐린이 절연 상태에서 금속 상태로의 전환의 관건이다. 본태 폴리아닐린 (PAN) 은 양성자산이 섞이거나 전기 산화를 통해 팬의 전도율을 10 여 개 정도 높일 수 있는 절연체이다. 도핑 상태의 폴리아닐린 구조에서 X 는 도핑의 정도를 나타내며 도핑에 의해 결정됩니다. Y 는 합성에 의해 결정되는 산화 정도를 나타냅니다. A 는 양성자산의 음이온을 나타내며 도핑제에 의해 결정된다. 그러나 폴리아닐린의 도핑 과정은 다른 전도성 중합체와 다르다. 일반적으로 전도성 중합체의 도핑은 항상 주 체인에서 전자의 획득과 손실을 수반하는 반면, 폴리아닐린은
양성자산이 섞일 때 전자의 수는 변하지 않는다. 도핑 과정에서 H+ 는 이민의 질소 원자를 자화하여 폴리아닐린 체인의 도핑 세그먼트의 가격대에 구멍이 생기게 한다. 즉, P 형 도핑은 안정된 이역중합 (청록이민) 원자단을 형성한다. 이민질소 원자의 양전하가 * * * 멍에효과를 통해 분자사슬에 인접한 원자에 분산되어 체계의 안정성을 높였다. 외부 전기장의 작용으로 공혈은 * * * 멍에에 있는 π 전자의 * * * 진동을 통해 체인 세그먼트 전체를 움직이며 전도성을 나타낸다. 완전 복원 (y= 1) 의 무색 청록이민 알칼리와 완전 산화 (y=0) 의 과그니라닌은 모두 절연체로 양성자산 도핑으로 도체로 변환할 수 없다. 온도가 0 일 때
어떤 사람들은 양자화학으로 중간 산화상태 폴리아닐린의 구조를 계산했다. 각 방향환은 기준에서 벗어나 반전형 구조에 속하며 불완전한 지그재그 선형 구조입니다. 추가 연구에 따르면, 도핑 폴리아닐린은 본태폴리아닐린과 비슷한 구조를 가지고 있다. 물질의 전기적 성질은 그것의 밴드 구조에 달려 있다. 물질의 띠는 분자나 원자 궤도가 겹쳐서 형성되어 가격대와 유도대로 나뉜다. 일반 밴드 갭 폭 >; 10.0 eV 에서는 전자가 유도대를 자극하기 어렵고, 물질은 실온에서 절연된다. 밴드 간격이 약 1.0eV 이면 열, 진동 또는 빛을 통해 전자를 도대까지 발생시켜 반도체가 될 수 있습니다. 전도성 중합체는 긴 P- 전자 멍에 골격을 가지고 있어 * * * 멍에 중합체라고도 합니다. P-Electronics 멍에 시스템의 키 스트랩과 반키 스트랩의 에너지 갭은 상대적으로 작으며, 약 1~3eV 로 무기 반도체의 가이드 밴드 가격대에 가깝습니다. 도핑은 그것의 전도율을 10 여 개 정도 증가시켜 금속전도율에 근접할 수 있다. 반도체화학에서 섞인 것은 순수 무기 반도체 재료에 실리콘, 게르마늄, 갈륨과 같은 소량의 다른 원자가 상태를 첨가하여 반도체 재질에서 공혈과 자유 전자의 분포를 바꾸는 것을 말한다. 전도성 고분자의 도핑은 무기 반도체의 도핑과는 다르다. 무기 반도체는 원자의 대체와 상감이며, 전도성 고분자의 도핑은 종종 산화 환원 과정을 동반한다. 무기 반도체의 경우 도핑제는 격자에 내장될 수 있으며, 도핑된 전도성 중합체의 주 체인은 변형과 변위가 발생하지만, 도핑된 이온은 주 체인에 내장될 수 없으며 중합체 체인 사이에만 존재할 수 있습니다. 무기 반도체가 섞여 두 가지 유류자, 즉 전자와 공혈을 형성한다. 전도성 중합체의 경우 솔리톤, 폴라 론, 이중 폴라 론 등이 널리 수용됩니다. 이 유류자들은 중합체 사슬의 * * * 멍에 P 전자와 밀접한 관련이 있으며, 이온이 섞여 있는 것은 이온에 대항하는 것으로 존재한다.
도핑량으로 볼 때, 전도성 고분자의 도핑량은 매우 커서 절반 이상에 이를 수 있지만, 무기 반도체의 도핑량은 매우 낮아 만분의 몇 에 불과하다. 또한, 전도성 고분자에는 도핑과정이 있으며, 도핑과 도핑은 가역이며, 무기반도체는 보통 가역적 도핑이 불가능한 경우가 많다. 양성자산이 섞인 폴리아닐린은 양성자산과 반응하여 전도성이 크게 높아졌다. 그것이 염기와 반응할 때, 다시 절연된, 즉 양성자산이 섞이고 반도핑되는 것이다. 폴리아닐린의 도핑 메커니즘은 다른 전도성 중합체와 다릅니다. 폴리머의 도핑은 항상 주사슬 전자의 득실을 수반하지만, 폴리아닐린의 양성자산 도핑은 주사슬의 전자수를 바꾸지 않는다. 다만 양성자가 중합체 주체인에 들어갈 때 체인은 양전하를 띠며, 전기중립을 유지하기 위해 음이온도 들어간다. 반산화 반복원상태 폴리아닐린은 양성자산으로 섞일 수 있고, 완전 산화상태 폴리아닐린은 이온으로 주입되고 복원될 수 있다. 완전 환원 폴리아닐린은 요오드와 광조산화만 도핑할 수 있다. 맥딜미드는 양성자산으로 섞일 때 아미노기의 질소 원자가 먼저 양성자가 되고, 산 속의 수소 양성자와 질소 원자가 결합되어 원자가 전자가 떨어져 대분자 구조로 들어가 * * * 멍에를 메는 큰 P 키를 만들어 폴리아닐린의 전도성을 높인다고 제안했다.
양성자 산이 섞인 것 외에도 폴리아닐린은 광 유도 도핑, 이온 주입 도핑, 전기 화학 도핑 등을 통해 도핑할 수 있다. 광 유도 도핑은 일명/광조산화 도핑이라고도 하며, 특정 파장의 빛에 비추어 한 물질이 양성자를 폴리아닐린의 도핑제로 방출하게 하는 것이다. 그 결과, 이 도핑은 폴리아닐린 코팅이 금속 표면에서 방부 작용을 하는 이유 중 하나로 나타났다. 자외선을 통해 VC-MAC (염화 비닐과 아크릴레이트) 가 양성자를 방출하여 폴리아닐린의 빛의 도핑이 이루어졌다. 이온 주입 도핑에 의해 K+ 이온을 완전히 산화된 폴리아닐린에 주입하면 복원 도핑이 발생할 수 있으며 이온 주입 영역은 N 형 반도체 특징을 나타낸다. 40keVK+ 이온빔이 주입되면 폴리아닐린 필름의 전도율은 복용량이 증가함에 따라 빠르게 증가한다. 전극 표면 * * * 멍에 중합체의 도핑은 전기 화학적 도핑이다. 도핑 과정은 전극 전위를 변경하여 전극 표면에 코팅된 중합체막과 전극 사이에 전하 전이가 발생하게 하여 완성할 수 있다. 전기 화학 도핑은 많은 화학도핑방법으로 실현할 수 없는 도핑반응을 실현할 수 있으며, 중합체와 전극 사이의 전위차를 제어함으로써 도핑의 정도를 바꿀 수 있다. 도핑과 도핑은 완전히 가역적인 과정이며, 이 과정에서 어떠한 화학산물도 제거할 필요가 없다. 폴리아닐린은 체인 강성과 체인 간의 강한 상호 작용으로 쉽게 용해되며, 대부분의 일반적으로 사용되는 유기용제에 거의 용해되지 않으며, N, N- 디메틸 메틸아미드와 N- 메틸 피롤론에만 부분적으로 용해되며, 표징에 어느 정도 어려움을 초래하여 그 응용을 크게 제한한다. 구조 수정 (유도물, 접지, * * 중합), 도핑 유도, 중합, 복합, 콜로이드 입자 준비 등을 통해 수용성 또는 수용성 전도성 폴리아닐린을 얻었다. 폴리아닐린 분자 사슬에 술폰산 기단을 도입하면 수용성 전도성 중합체를 얻을 수 있다.
그러나 폴리아닐린 용액은 매우 낮은 농도 (:20%) 에서도 젤라틴화 경향도 더욱 두드러진다. NMP 를 용제로 고분량 폴리아닐린을 용해시키고, 이메틸라틴을 젤억제제로 넣으면 안정한 용액을 얻을 수 있다. 이메틸라틴이 분자사슬 사이의 수소 결합을 파괴해 젤작용을 방해하기 때문이다. 그러나 이런 용제는 가격이 비싸서 실용적 전망이 좋지 않다. 폴리아닐린의 전도율은 pH 값과 온도의 영향을 많이 받는다. PH >: 4 에서 전도율은 pH 와 무관하며 절연체의 특성을 나타냅니다. 때 2
전도율과 온도는 일정 온도 범위 내에 있으며, 그 전도율은 온도가 높아지면 커진다고 생각할 수 있다. 일정 pH 값에서 전위가 증가함에 따라 전도율은 점차 증가하여 플랫폼에 도달합니다. 그러나 전위가 계속 상승할 때 전도율은 급격히 하락하여 결국 절연체로 나타난다. 스캐닝 전위의 변화는 폴리아닐린의 구조에 반영되어 폴리아닐린의 최고 산화 상태와 최소 환원 상태가 절연되어 있으며 중간 반산화 상태만 전도성이라는 것을 보여준다.
또한 전도율이 높은 샘플의 온도 의존성은 약하고 전도율이 낮은 샘플의 온도 의존성은 비교적 강하다. 폴리아닐린의 전도율은 주 체인 구조뿐만 아니라 대체 베이스 및 대체 위치와도 관련이 있습니다. 폴리아닐린의 벤젠 고리 대체는 벤젠 고리 사이의 평면 왜곡 각도를 증가시켜 주 체인에서 P 전자의 국지화를 강화하고 중합체의 전도율을 낮춘다. 아미노질소 원자에서 대체되는 아닐린 유도물의 전도율은 메탄기 대체기의 길이와 관련이 있다. 즉, 대체기가 길수록 산물의 분자량이 낮을수록 유기용제에서의 용해도가 커지지만 전도율은 떨어진다. 방향족 치환 폴리아닐린의 전도도는 알킬 유도체보다 높다. 탄소 나노튜브로 폴리아닐린을 섞으려는 시도도 있다. 그 결과 탄소 나노튜브의 도핑은 폴리아닐린 소재의 전기적 성능을 높이는 데 효과적이지만 광학 성능에 미치는 영향은 반대인 것으로 나타났다. 폴리아닐린 분자의 주쇄에는 대량의 * * * 멍에 P 전자가 함유되어 있다. 강한 빛에 노출되면 폴리아닐린 가격대의 전자가 유도대에 자극을 받아 추가적인 전자-구멍 쌍, 즉 본정 광전도가 나타난다. 동시에 불순물 에너지급을 가져올 수 있는 전자나 공혈이 자극을 받아 전도성을 변화시켜 뚜렷한 광전 변환 효과를 가지고 있다. 그리고 다른 조명 아래서 반응은 매우 복잡하고 빠르다. 레이저 작용에서 폴리아닐린은 정보 저장, 주파수 변조, 광 스위치 및 광 컴퓨터에 사용할 수 있는 고도의 비선형 광학 특성을 나타냅니다.
3 차 비선형 광학 효과는 주로 캐리어가 국지화에서 형성한 자극자 수송에서 비롯되며, 주로 도핑 정도, 중합 조건, 주 체인의 상과 배향, 멍에의 길이, 대체기의 종류에 따라 달라집니다. 산화상태와 도핑도가 다른 폴리아닐린은 3 차 비선형 광학 계수가 다릅니다. 폴리아닐린의 표상 방법에는 전도율 측정, TG-DTA, XRD, FTIR, UV-vis, XPS, TEM 및 SEM 이 포함됩니다. TG-DTA, XRD, FTIR, UV-vis, XPS, TEM 및 SEM 은 각각 탄소 나노튜브의 열 안정성, 관능단 및 도핑 상태의 변화를 측정하는 데 사용할 수 있습니다. 폴리아닐린의 특수 기능에 따라 전기 화학 임피던스 스펙트럼과 양극극화 곡선, 순환보암법, 자화계수, 전자순자기 진동 기술, 포화자화 강도, SQUID 등과 같은 특수한 표상 방법이 있습니다. 모든 표상 방법 중에서 TEM 과 SEM 이 가장 직관적인 방법이다.
폴리아닐린 자외선 스펙트럼 표준 물질.