A Simple Treatment for the Irreversible Optimization of the Electrical Conductivity of Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)

• Margarita Sánchez-Jiménez ^[1] ; Rafael S. Peres ^[1] ; Francisco Casellas ^[1] ; Carlos A. Ferreira ^[2] ; Lourdes Franco ^[1] ; Jordi Puiggalí ^[1] ; Francesc Estrany ^[1] ; Carlos Alemán ^[1]
  1. [1] Universitat Politècnica de Catalunya

     Universitat Politècnica de Catalunya

     Barcelona, España

     
  2. [2] Universidade Federal do Rio Grande do Sul

     Universidade Federal do Rio Grande do Sul

     Brasil

     
• Localización: Técnica industrial, ISSN 0040-1838, Nº 316, 2017, págs. 42-49
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Tratamiento simple para la optimización irreversible de la conductividad eléctrica de poli(3,4-etilendioxitiofeno
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• Resumen
  • español

    La aplicación de un tratamiento térmico a películas compactas y porosas de poli(3,4-etilendioxitiofeno) (PEDOT), preparadas en soluciones acuosas y de acetonitrilo, provoca cambios irre- versibles en la estructura y la conductividad eléctrica. Este tra- tamiento consiste en un ciclo de calentamiento-enfriamiento en el que se aumenta la temperatura de 25 ºC a 70 ºC lenta- mente (1 °C/min) y, posteriormente, se enfría a temperatura ambiente a un ritmo incluso más lento (0,5 °C/min). Como re- sultado, la conductividad eléctrica de las películas preparadas en agua y acetonitrilo aumenta de forma irreversible el 864% (8,6 veces) y el 80% (1,8 veces), respectivamente. Los estu- dios estructurales muestran que este tratamiento provoca reorganizaciones locales de las cadenas y agrupamientos de polímero, en función de la compactación de las muestras pre- paradas. En el caso de las películas preparadas en agua, que son las más compactas, las reorganizaciones estructurales de los grupos ya formados dan lugar a la formación de grandes agregados que se observan con claridad en la superficie. En este mecanismo de percolación, las interconexiones entre los grupos conductores vecinos embebidas en dichos agregados dan como resultado un aumento de la conductividad. Por el contrario, la mejora en la conductividad de las películas pre- paradas en acetonitrilo se debe a las mejoras en el grado de cristalización resultantes de la reorganización de las molécu- las del polímero

  • English

    Compact and porous films of poly(3,4-ethylenedioxythiophe- ne) (PEDOT), which were prepared in aqueous and acetoni- trile solutions, have been submitted to a simple thermal treat- ment that provokes irreversible changes in the structure and electrical conductivity. This consists of a heating-cooling cycle in which the temperature is moderately increased from 25 ºC to 70 ºC at a slow rate (1 ºC/min) and subsequently cooled to room temperature at an even slower rate (0.5 ºC/min). As a consequence, the electrical conductivity of the films prepared in water and acetonitrile irreversibly increases 864% (x8.6) and 80% (x1.8), respectively. Structural studies show that the proposed treatment provokes local re-organizations of the polymer chains and clusters, depending on the compactness of the prepared samples. In the case of films prepared in wa- ter, which are the most compact, structural re-organizations of the already formed clusters give place to the formation of large aggregates that are clearly observed on the surface. In this percolative mechanism, the interconnections among nei- ghbouring conductive clusters embedded in such aggregates are improved leading to increased conductivity. In contrast, the improvement in the conductivity of films prepared in ace- tonitrile is due to the enhanced crystallinity that results from the re-arrangement of polymer molecules