Conducting polymers are an amazing class of materials, which provide new approaches in material design. The study of the thermal stability of polyaniline (PANI) is of great importance since heating is the initial step in several polymer processing methods. Concerning the studies of PANI's thermally induced structural changes, it has been observed that structural changes lead to the formation of phenazine-like structures or induce the thermal dedoping depending on the morphology and doping level, however, it was not completely clear the reason why some polymers presented the dedoping and others the crosslinking reaction after heating. In this paper, the influence of the morphology (bulk or nanofibers) on the thermal behavior of doped PANI (PANI-ES) have been investigated using the mass spectrometry-coupled thermogravimetric analysis, Raman spectroscopy and scanning electron microscopy. Our data have shown that nanofibers of PANI-ES are resistant to the thermal induced dedoping process and the major structural change have been the formation of high amount of phenazine-like segments, while for bulk PANI-ES, the dedoping process has been favored. The amount of phenazine-like segments induced by heat was dependent not only the presence of the polaronic segments but also on the molecular orderin

چکیده

پلیمرهای رسانا دستة جالبی از مواد هستند که رویکردهای جدیدی را در طراحی مواد ارائه می­کنند. بررسی پایداری حرارتی پلی آنیلین (PANI) اهمیت بالایی دارد چون مرحله اول در بسیاری از روش­های فراوری پلیمرها حرارت دادن است. با توجه به مطالعات انجام شده در مورد تغییرات ساختاری PANI در اثر حرارت، مشاهده شده است که تغییرات ساختاری بسته به مورفولوژی و مقدار دوپ شدن باعث تشکیل ساختارهای فنازینی یا جدایی دوپانت می­شوند، با این حال، دلیل اینکه در برخی پلیمرها جدایی دوپانت و در برخی دیگر ایجاد پیوند عرضی اتفاق می­افتد به درستی مشخص نشده است. در این مقاله، اثر مورفولوژی (توده­ای یا نانولیفی) روی رفتار حرارتی PANI دوپ شده (PANI-ES) با استفاده از آنالیز توزین حرارتی جفت شده با طیف­ سنجی جرمی، طیف­ سنجی رامان و میکروسکوپی الکترونی روبشی بررسی شده است. نتایج به دست آمده نشان داد که نانو الیاف PANI-ES در برابر فرایند جدا شدن دوپانت در اثر حرارت مقاوم هستند و تغییر ساختاری اصلی در آن­ها تشکیل مقادیر زیادی از بخش­ های فنازینی است، درحالیکه در PANI-ES توده­ای فرایند جدا شدن دوپانت اتفاق می­افتد. مقدار بخش­ های فنازینی تشکیل شده در اثر حرارت نه تنها به حضور بخش­ های پلارونی، بلکه به نظم مولکولی نیز بستگی دارد.  

1-مقدمه 

در سال­های اخیر، پلی آنیلین (PANI) به دلیل خواص منحصر به فردی مانند سنتز آسان و کم هزینه، فرایندپذیری مکانیکی، و خواص الکترونیکی و نوری به یکی از مناسب­ترین پلیمرها تبدیل شده است [1-4]. این خواص امکان استفاده از PANI را در طیف گسترده­ای از دستگاه­ها مانند حسگرهای شیمیایی، باتری­های حالت جامد، سلول­های خورشیدی، دستگاه­های الکترونیکی یا الکتروکرومیک و پوشش­های ضد الکتریسیتة ساکن فراهم می­کند...