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Zum Ende der Seite springen elekrtisch leitfähige Polymere (polypyrrol)
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Remmo Remmo ist männlich
Quark


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elekrtisch leitfähige Polymere (polypyrrol) Auf diesen Beitrag antworten Zitatantwort auf diesen Beitrag erstellen Diesen Beitrag editieren/löschen Diesen Beitrag einem Moderator melden       Zum Anfang der Seite springen

Hallo erstmal,
ich schreibe zurzeit meine Facharbeit (oder nach G8 nun ja Seminararbeit) über intrinsisch, elektrisch leitfähige Polymere, darin möchte ich hauptsächlich auf Polypyrrol eingehen, weil es gut herstellbar ist und scheinbar einige besondere Eigenschaften aufweist. Dazu hätt ich jetzt nochmal ein paar Fragen:
1. Wie kommt es zu einer Ladungsübertragung von einen Polymer zum nächsten?
2. Die Peierlsverzerrung führt ja dazu, dass entgegen der Erwartung, das alle Doppelbindungen vollständig delokalisiert sind dazu dass jede 2. Bindung (hier wäre es wahrscheinlich sinnvoller Poylacetylen zu betrachten) Doppelbindungscharakter hat. Warum ist das so und warum hindert es dann nicht komplett die Leitfähigkeit?
02.12.2010 18:31 Remmo ist offline E-Mail an Remmo senden Beiträge von Remmo suchen Nehmen Sie Remmo in Ihre Freundesliste auf

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RE: elekrtisch leitfähige Polymere (polypyrrol) Auf diesen Beitrag antworten Zitatantwort auf diesen Beitrag erstellen Diesen Beitrag editieren/löschen Diesen Beitrag einem Moderator melden       Zum Anfang der Seite springen

Hallo

zu 1.
Der Ladungstransport zwischen den Polymerketten findet über den sogenannten "Hopping"-Transport statt. Die Elektronen "hüpfen" sozusagen von Molekül zu Molekül. Etwas physikalischer ausgedrückt: Die Elektronen überwinden die Potentialbarriere zwischen zwei benachbarten Molekülen durch thermische Anregung. Hohe Temperaturen begünstigen also den Ladungstransport in diesem Fall (entgegen dem Ladungstransport in geordneten kristallinen Leitern, der durch hohe Temperaturen gehemmt wird)

zu 2.
Durch die Peierls-Verzerrung kommt es zur Ausbildung von zwei Bändern: einem Valenzband und einem Leitungsband. Konjugierte Polymerketten sind also Halbleiter. Auch hier gilt: durch hohe Temperaturen wird die Leitfähigkeit unterstützt, da Elektronen durch thermische Anregung vom Valenzband in das Leitungsband "angehoben" werden können. Unterhalb einer bestimmten Grenztemperatur sind diese Polymere tatsächlich nicht leitfähig.

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Gruss \mathfrak{M}ichael
03.12.2010 09:40 organicmaterials ist offline E-Mail an organicmaterials senden Beiträge von organicmaterials suchen Nehmen Sie organicmaterials in Ihre Freundesliste auf

Remmo Remmo ist männlich
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RE: elekrtisch leitfähige Polymere (polypyrrol) Auf diesen Beitrag antworten Zitatantwort auf diesen Beitrag erstellen Diesen Beitrag editieren/löschen Diesen Beitrag einem Moderator melden       Zum Anfang der Seite springen

Vielen Dank!
Noch eine weitere Frage: Gibt es dazu Literatur, die speziel elektrisch leitfähige Polymere behandelt?
Zur Dotierung: Man sagt ja diese Kunststoffe sind dotiert, aber eigentlich eigentlich werden keine fremdatome reingebracht sondern das Polymer (bzw. einige der Monomere) werden reduziert oder oxidiert. Aber warum spricht man immer von z.B. tosylat-dotierten Polypyrrol (tosylat in Anlehnung an den Säurerest der Toluolsolfonsäure), wenn das eigentlich doch nichts an der Leitfähigkeit ändern kann sondern einfach das Leitsalz bei elektrochemischen Polymerisation von Pyrrol ist und halt die H+ aufnimmt? Oder irre ich mich da?
Noch einmal vielen Dank für die schnellen Antworten
03.12.2010 18:04 Remmo ist offline E-Mail an Remmo senden Beiträge von Remmo suchen Nehmen Sie Remmo in Ihre Freundesliste auf

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RE: elekrtisch leitfähige Polymere (polypyrrol) Auf diesen Beitrag antworten Zitatantwort auf diesen Beitrag erstellen Diesen Beitrag editieren/löschen Diesen Beitrag einem Moderator melden       Zum Anfang der Seite springen

Hallo

du meinst wahrscheinlich die Elektropolymerisation von Polypyrrol. Hierbei wird Pyrrol mittels anodischer Oxidaton zum Radikal-Kation oxidiert, welches anschließend an ein anderes Pyrrol anbindet. Somit beginnt eine Polypyrrol-Kette zu wachsen.
Die Elektrode oxidiert aber nicht nur Pyrrol, sondern auch die wachsende Kette selber. Dadurch entstehen positiv geladene Teilstücke in der Polypyrrol-Kette. Diese werden durch anlagerung von negativen Ionen aus der Lösung kompensiert. Im allgemeinen verwendet man bei diesem Prozess Natrium-p-toluolsulfonat als Leitsalz. D. h. die Tosyl-Anionen lagern sich in die "anoxidierte" Polypyrrolkette ein.

Zur Literatur: Die meiste Literatur zu diesem Thema ist auf englisch, aber vielleicht hilft dir z. B. dieser Artikel aus "Chemie in unserer Zeit":

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.10...390000/abstract

schau mal, ob du das Magazin in irgendeiner Bibliothek auftreiben kannst.

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Gruss \mathfrak{M}ichael

Dieser Beitrag wurde 1 mal editiert, zum letzten Mal von organicmaterials: 03.12.2010 21:25.

03.12.2010 21:20 organicmaterials ist offline E-Mail an organicmaterials senden Beiträge von organicmaterials suchen Nehmen Sie organicmaterials in Ihre Freundesliste auf

Remmo Remmo ist männlich
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Noch mal vielen Dank für die schnellen Antworten! :applaus:

Je mehr positive Ladungen im Polypyrrol desto besser leitet es ja, weil nach Bändermodell die Energielücke zwischen Leiter und Valenzband kleiner wird (da die positiven Ladungen als "elektronen-ziehend" wirken und deswegen die Delokalisation fördern, oder?).
Kann ich den Grad der Oxidation elektrochemisch verändern also mit verschiedenen Leitsalzen oder Spannungen bzw. Stromstärken?

Bei der anodischen Oxidation kommt es doch auch zur Abspaltung von H+, dafür dachte ich immer wird das p-Toloulsulfonat gebraucht weil es wieder die H+ aufnehmen kann. Passiert dass auch zusätzlich zu der Anlagerung an der Polymerkette?
Warum wird das Toloulsulfonation nicht auch an der Anode oxidiert (hat ja schließlich eine negative Ladung)?
Nochmal was ganz anderes stimmt es das Poylpyrrol sich ausdehnt wenn es positiv aufgeladen wird? (es lagern sich mehr positive Ladungen an die sich alle abstoßen und so die Größe des Polymers verändern).... http://www.eamex.co.jp/denshi_hp/english/denshi_idex_e.htm
04.12.2010 11:23 Remmo ist offline E-Mail an Remmo senden Beiträge von Remmo suchen Nehmen Sie Remmo in Ihre Freundesliste auf

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Hallo

Das Tosylat-Anion hat nicht die Aufgabe, die frei werdenden Protonen abzufangen. Das könnte es auch gar nicht, die Säurestärke von p-Toluolsulfonsäure liegt bei einem pKS-Wert um 0,7. Die Funktion des Leitsalzes bei dem Prozess liegt in einer Erhöhung der Grundleitfähigkeit der s Elektrolyten (Wasser). Mit dem Leitsalz soll eine Migration ("Wanderung") der Edukt- und Produktmoleküle im elektrischen Feld unterdrückt werden.

Die Sache mit dem Ausdehnen ist durchaus plausibel. Aber ich habe bisher noch nichts darüber gelesen.

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Gruss \mathfrak{M}ichael
04.12.2010 13:50 organicmaterials ist offline E-Mail an organicmaterials senden Beiträge von organicmaterials suchen Nehmen Sie organicmaterials in Ihre Freundesliste auf

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Das ist gut zu wissen....
Kommt es dann zur Bildung von H3O+ durch die freiwerdenen Protonen?
04.12.2010 14:24 Remmo ist offline E-Mail an Remmo senden Beiträge von Remmo suchen Nehmen Sie Remmo in Ihre Freundesliste auf

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