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Elektrisch leitfähige Polymere

Polyethylendioxythiophen

Das bedeutendste Polythiophen-Derivat ist Polyethylendioxythiophen (PEDOT oder seltener PEDT). Im undotierten Zustand ist PEDOT ein Halbleiter. Das Polymer wird durch oxidative Polymerisation von Ethylendioxythiophen hergestellt. Die Polymerisation wird z.B. elektrochemisch in Gegenwart von Eisen(III)-Tosylat als Oxidationsmittel durchgeführt, wobei das Polymer bereits in dotierter Form anfällt. Das entstehende leitfähige PEDOT/Tosylat ist transparent bis bläulich. PEDOT-Filme zeichnen sich durch hohe thermische, photochemische und hydrolytische Stabilität sowie durch Transparenz im sichtbaren Bereich des Spektrums aus. In Organischen Leuchtdioden wird PEDOT als Anoden-Beschichtung verwendet.

Abb.1
Schema der Polymerisation von 3,4-Ethylendioxythiophen

Bei einer Polymerisation in Lösung fällt das Produkt als unlösliches, unschmelzbares Pulver mit Leitfähigkeiten bis zu 30 S/cm an. Leitfähige bzw. antistatische transparente Beschichtungen für die verschiedensten Zwecke lassen sich folgendermaßen herstellen:

Eine Suspension des Polymers als Gelpartikel in Wasser mit Polystyrolsulfonat als Dotierungsmittel (PEDOT/PSS) wird auf das Substrat aufgetragen. Bei der physikalischen Trocknung erfolgt die Filmbildung. Je nach Filmdicke und Substrat wird die Temperatur (80 bis 200 °C) und die Trockenzeit (mindestens 30 bis 60 s) variiert.

PEDOT lässt sich auch durch mehrstündiges Erhitzen von 2,5-Dibrom-3,4-ethylendioxythiophen synthetisieren. Die Bromatome bleiben dabei als Dotierung im Polymer erhalten.

Literatur

Meng, H.; Perepichka, D.; Wudl, F. (2003): Facile solid-state synthesis of highly conducting poly(ethylenedioxythiophene). In: Angewandte Chemie - International Edition. 369 (42) , 658-661
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