فایل ورد کامل تحقیق پلیمرهای رسانا و روش های تهیه آن و پلی(آلکیلتیوفن) و پیکربندی آن ۴۵ صفحه در word

توجه : به همراه فایل word این محصول فایل پاورپوینت (PowerPoint) و اسلاید های آن به صورت هدیه ارائه خواهد شد

 فایل ورد کامل تحقیق پلیمرهای رسانا و روش های تهیه آن و پلی(آلکیلتیوفن) و پیکربندی آن ۴۵ صفحه در word دارای ۴۵ صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

لطفا نگران مطالب داخل فایل نباشید، مطالب داخل صفحات بسیار عالی و قابل درک برای شما می باشد، ما عالی بودن این فایل رو تضمین می کنیم.

فایل ورد فایل ورد کامل تحقیق پلیمرهای رسانا و روش های تهیه آن و پلی(آلکیلتیوفن) و پیکربندی آن ۴۵ صفحه در word  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

توجه : در صورت  مشاهده  بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی فایل ورد کامل تحقیق پلیمرهای رسانا و روش های تهیه آن و پلی(آلکیلتیوفن) و پیکربندی آن ۴۵ صفحه در word،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد

---

بخشی از متن فایل ورد کامل تحقیق پلیمرهای رسانا و روش های تهیه آن و پلی(آلکیلتیوفن) و پیکربندی آن ۴۵ صفحه در word :

بخشی از فهرست مطالب فایل ورد کامل تحقیق پلیمرهای رسانا و روش های تهیه آن و پلی(آلکیلتیوفن) و پیکربندی آن ۴۵ صفحه در word

فصل اول:پلیمرهای رسانا    
۲-۱-تعریف    
پلیمرهای مرکب    
پلیمرهای رسانای یونی    
پلیمرهای اکسایشی و کاهشی    
پلیمرهای رسانای الکتریکی    
۲-۲- تاریخچه    
۲-۳-تقویت پلیمرهای رسانا    
۲-۳-۱- مفهوم تقویت    
۲-۳-۲- ماهیت مواد تقویتکننده    
۲-۳-۳- تقویت شیمیایی    
۲-۳-۴- تقویت الکتروشیمیایی    
۲-۳-۵- برگشتپذیری    
۲-۴- روشهای تهیه پلیمرهای رسانا    
۲-۴-۱- پلیمر شدن شیمیایی    
۲-۴-۲-پلیمرشدن الکتروشیمیایی    
۲-۵- رسانایی پلیمرهای رسانا    
۲-۵-۱-نظریه نوار    
۲-۵-۲- مکانیزم رسانایی پلیمرهای رسانا    
۲-۶-کاربرد پلیمرهای رسانا    
۲-۷- مزایا و معایب    
فصل دوم:پلی(آلکیلتیوفن)    
۳-۱-تیوفن    
۳-۲- پلیتیوفن    
۳-۳- پیکربندی پلی(آلکیلتیوفنها)    
۳-۴- مکانیزم پلیمر شدن    
۳- ۴- ۱- روش شیمیایی    
۳- ۴- ۱- ۱- روش مککالو    
۳- ۴- ۱- ۲- روش ریک    
۳- ۴- ۱- ۳- روش پلیمر شدن اکسایشی    
۳- ۴- ۲ روش الکتروشیمیایی    
۳-۴- ۲- ۱- مکانیزم الکتروپلیمر شدن    
۳- ۴- ۲- ۲- اثر عوامل مختلف بر الکتروپلیمرشدن تیوفن    
منابع    

بخشی از منابع و مراجع فایل ورد کامل تحقیق پلیمرهای رسانا و روش های تهیه آن و پلی(آلکیلتیوفن) و پیکربندی آن ۴۵ صفحه در word

[۳] Skotheim T. A. (2002) “Handbook of Conducting Polymers (Conjugated Polymers Processing and Applications”, 3rd Ed, CRC – Press, Boca Raton

[۴] Bakhshi.A.K. and Bahalla G.(2004) “Electrically conducting polymers: Materials of the twenty first century “, J. Scientific & Industrial Research, 63, pp

[۵] اشرفی حبیب آبادی ، ع ،‌(۱۳۸۰)، پایان‌نامه ارشد؛ ” پوشش‌دهی فولاد با پلی پیرول، پلی متیل پیرول و پلی (پیرول – کو متیل پیرول) به روش پلیمر شدن الکتروشیمیایی و بررسی مقاومت خوردگی آن “،‌ دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی اصفهان

[۷] Heeger A. J., (2000) ” Semiconductig and Metallic polymers: The fourth Generation of polymeric Materials “Nobel lecture, Chemistry

[۹] Kumar D., Sharma R. C. (1998)” Advances in conductive Polymers, (Review Article)”, Eur. Polym, 34, 8, pp

[۱۰] Nigrey P. J., MacDiarmid A. G., Heeger A. J. (1979) ” Electro chemistry of poly acetylene, (CH)x : electro chemical doping of (CH)x films to the metallic state ” ,chem.  Commun, 96,

[۱۱]  ارسلانی ن و دادرس مدنی و انتظامی ع، ‌(۱۳۷۱) ” دوپه کردن پلیمرهای رسانای الکتریسیته ” مجله علوم و تکنولوژی پلیمر ، سال پنجم ، شماره سوم ص ۱۶۴

[۱۲] Malinauskas A. (2007),”Chemical Deposition of Conducting polymers”, polymer, 42, pp

[۱۳] اشرفی علی،‌۱۳۸۶، پایان نامه دکتری ،‌” بررسی الکتروپلیمرشدن پیرول بر روی فولاد ساده کربنی و ارزیابی رفتار خوردگی آن “، دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی اصفهان

[۱۴] Rodriguez J. Grande H. J., Otere T.F (1997)”Handbook of Organic Conductive Molecules and Polymers” Nalwa H. S. Ed, John Wiley & Sons, New York , pp

[۱۵] Miles M. J., smith W. T., Shapiro J. S. (2000),”Morphological Investigation by Atomic force microscopy and light microscopy of Electro polymerized polypyrrole film”, polymer, 41, pp

فصل اول:پلیمر­های رسانا

 ۲-۱-تعریف

پلیمر­های رسانا به چهار دسته تقسیم­بندی می­شوند که  عبارتند از: پلیمر­های مرکب، پلیمر­های رسانای یونی، پلیمر­های اکسایشی و کاهشی، پلیمر­های رسانای الکتریکی

پلیمر­های مرکب[۱]

در این دسته از مواد، یک ماده زمینه غیررسانا توسط یک ماده­ی رسانا نظیر یک فلز و یا کربن به اشکال مختلف آن مثل پودر، پولک، الیاف و; به منظور افزایش رسانایی پر می­شود. شرط رسانایی در این پلیمر­ها یکنواختی و تماس مواد رسانا با یکدیگر در کل زمینه­ی نارسانا است. از این پلیمر­ها به عنوان پوشش­های ضد بار ساکن و جایگزین لحیم در خودرو­ها و; استفاده می­شود

 پلیمر­های رسانای یونی[۲]

این پلیمر­ها از نوع پلیمر­های آلی هستند که در آنها بار الکتریکی توسط یون­ها منتقل می­شود. پلی­(اتیلن­اکساید) مثالی از این دسته پلیمر­ها­­ست. این پلیمر­ها در صنعت باتری اهمیت دارند

پلیمر­های اکسایشی و کاهشی[۳]

این پلیمر­ها دارای مراکز فعال الکتریکی ثابت[۴] (مراکز اکسنده و کاهنده)[۵] هستند و با این­که این مراکز با یکدیگر در تماس نیستند، الکترون­ها را با مکانیزم پرش[۶] انتقال می­دهند

پلیمر­های رسانای الکتریکی

این گروه دارای پیوند­های یگانه و دوگانه متناوب هستند. این پیوند­های متناوب یک شبکه وسیع و گسترده تشکیل می­دهند. جا­به­جایی الکترون در این شبکه منبع رسانایی است. در     پلیمر­های رسانای الکتریکی، رسانایی در یک زنجیر پلیمری بر اساس ماهیت مزدوج مولکول­های پلیمر و در نتیجه تحرک الکترون­های است، در حالی­که در پلیمر­های اکسایشی و کاهشی، این رسانایی بر اساس مراکز اکسنده و کاهنده ثابت است[۵]

در بین پلیمر­های رسانای فوق­الذکر، دسته چهارم خواص بهتر و کاربرد­های بیشتری دارند و تحقیقات وسیع­تری به منظور بهینه­سازی خواص وکاربرد­های آنها در مراکز علمی و پژوهشی سراسر جهان صورت گرفته است. در این تحقیق، منظور از پلیمر­های رسانا، پلیمر­های رسانای الکتریکی یا پلیمر­های مزدوج است

۲-۲- تاریخچه

تاریخچه­ی پلیمر­های رسانای الکتریکی به سال ۱۸۶۲ باز می­گردد. در آن سال لدبای[۷] در کالج بیمارستان لندن با اکسایش آندی آنیلین در اسید سولفوریک ماده رسانایی بدست آورد که شاید  پلی­آنیلین بوده است. در اوایل دهه ۱۸۷۰، مشخص شد که پلیمر غیر آلی قابل انفجار    پلی­نیتریدگوگرد ((SN)_x)  در دماهای بسیار پایین T_c = ۰.۲۶ K  یک ابر رساناست. اما ماده­ای که باعث تحقیقات فراوان در این زمینه شد، پلی­استیلن است. در سال ۱۹۵۸ ناتا[۸] و همکارانش از پلیمر کردن استیلن در هگزان با استفاده از کاتالیزورEt_۳Al/Ti(Opr)_۴ (نوعی کاتالیزور زیگلر ناتا[۹] ) یک پودر سیاه رنگ به شدت بلوری و با ساختار منظم، حساس به هوا، غیر قابل ذوب و نامحلول بدست آوردند؛ این ماده پلی استیلن بود[۶]

این پودر سیاه رنگ که فناوری مناسبی برای بهره­برداری از آن وجود نداشت به فراموشی سپرده شد. در اوایل دهه ۱۹۷۰ میلادی شیراکاوا[۱۰] دانشمند ژاپنی پلی­استیلن را به صورت یک فیلم      سیاه­رنگ بدست آورد. اما آنچه امروزه به عنوان پلیمر رسانا شناخته می­شود در اثر یک اتفاق ساده به وجود آمد. ایتو[۱۱] یکی از دانشجویان شیراکاوا در انستیتو تکنولوژی توکیو وقتی می­خواست پلی­استیلن تهیه کند در اثر یک اشتباه مقدار کاتالیزور را خیلی بیشتر از حد معمول استفاده کرد و علاوه بر این فراموش کرد که مخلوط را هم بزند. در نتیجه پلی­استیلن به صورت یک فیلم مسی ­رنگ به دست آمد. این فیلم مسی سیس پلی­استیلن بود و رسانایی در حدود Sm -1 8-10- 7-10 داشت. شیراکاوا بعداً ترانس- پلی­استیلن را به صورت یک فیلم نقره­ای رنگ با رسانایی در حدودSm-1  ۲- ۱۰- ۳-۱۰ بدست آورد[۷]

در سال ۱۹۷۵ هیگر[۱] و مک دایارمید[۲] که در حال مطالعه خواص فلزی یک پلیمر غیر آلی کووالانس یعنی (SN)_x  بودند، شیراکاوا را در توکیو ملاقات کردند و با یکدیگر در دانشگاه پنسیلوانیا روی پلیمر کردن استیلن کار کردند و به اصلاح ترانس- پلی­استیلن توسط اکسایش با ید پرداختند. نتیجه این بود که رسانایی به Sm–1 3000 برای ایزومر ترانس- پلی­استیلن و ۱۰۷ برابر پلی­استیلن اولیه رسید. رسانایی ایزومر سیس­- پلی­استیلن نیز پس از تقویت با    AsF_۵حدود ۱۰۱۱ برابر افزایش یافت. این رسانایی قابل ملاحظه که توسط هیگر و مک­دایارمید و شیراکاوا بدست آمد، زمینه تحقیقات گسترده­ای در زمینه پلاستیک­های رسانا شد[۸]

در سال ۲۰۰۰ جایزه نوبل شیمی به پروفسور هیدکی شیراکاوا از دانشگاه تسوکوبا[۳]، پروفسور الان جی هیگر از دانشگاه کالیفرنیا[۴] و الان جی مک دایارمید از دانشگاه پنسیلوانیا[۵] به خاطر کشف و توسعه پلیمر­های رسانای الکتریکی اعطا شد[۸]

از اوایل دهه ۸۰ پلیمر­های دیگری شامل پلی­­پیرول، پلی­تیوفن و پلی­آنیلین مورد مطالعه قرار گرفتند. با این حال پلی­استیلن، پلیمری رسانا با بیشترین درجه بلوری باقی ماند اما به دلیل سهولت اکسایش در هوا و حساسیت به رطوبت کاربرد تجاری نیافت. گرچه رسانایی پلیمر­های رسانا نسبتاً کم و در حدود Sm–1   ۱۰۴ است، لیکن این میزان رسانایی برای بسیاری از کاربرد­های عملی کافی است[۵]. امروزه تحقیقات در این زمینه و استفاده از مواد تقویت کننده جدید، استفاده از چندین مونومر و تهیه کوپلیمر و دستیابی به خواص بهینه الکتریکی و مکانیکی همچنان ادامه دارد

۲-۳-تقویت پلیمر­های رسانا

۲-۳-۱- مفهوم تقویت

از ویژگی­های پلیمر­های رسانا این است که با عمل تقویت می­توان رسانایی آنها را از محدوده عایق تا فلز کنترل کرد. تقویت به معنی افزایش رسانایی پلیمر با استفاده از عناصر اکسنده و کاهنده است. اکسایش پلیمر را تقویت نوع p وکاهش آن را تقویت نوع n می­گویند. تقویت پلیمر­های رسانا ، عبارت از پخش تصادفی عوامل تقویت­کننده در ساختار منظم یک زنجیر پلیمری است[۵]. تقویت باعث تشکیل عیوب مزدوج مثل پلارون[۶]­ها و بای­پلارون[۷]­ها می­شود (که در بخش­های آتی با آن­ها بیشتر آشنا می­شویم) و حضور این عیوب باعث کاهش شکاف نواری پلیمر اولیه شده و امکان انتقال الکترون را افزایش می­دهد. به طور کلی پلیمر­های رسانا را به روش­های شیمیایی و الکتروشیمیایی و تقویت خودی[۸]، تقویت ناشی از تابش[۹] و تقویت ناشی از تبادل یونی می­توان تقویت کرد[۹]. دو روش اول به علت سهولت روش و هزینه کم کاربرد بیشتری دارند. البته تقویت ناشی از هر روش خواص و کاربرد­های مخصوص به خود را دارد. به عنوان مثال کنترل پتانسیل شیمیایی از مزایای روش الکتروشیمیایی است ولی در روش شیمیایی می­توان رسانایی را به نزدیکی رسانایی مس رساند. تقویت الکتروشیمیایی در کاربرد­هایی ­نظیر باتری­های الکتروشیمیایی و پنجره­های الکتروکرومیک و هوشمند و سلول­های الکتروشیمیایی نوردهنده کاربرد دارد و کاربرد تقویت شیمیایی در الکترود­های شفاف و محافظ­های الکترو مغناطیس است. تقویت علاوه بر این­که موجب افزایش رسانایی می­شود، با وارد شدن یون مقابل، تعادل بار را نیز تامین می­کند[۱۰]

۲-۳-۲- ماهیت مواد تقویت­کننده

مواد تقویت­ کننده اساساً عوامل احیاکننده و یا اکسیدکننده قوی هستند. این مواد می­توانند مولکول­های خنثی، ترکیبات و یا نمک­هایی باشند که به راحتی مواد تقویت­کننده یونی، آلی یا پلیمری تشکیل دهند. ماهیت مواد تقویت­کننده نقش مهمی را در پایداری پلیمر رسانا را بر عهده دارد؛ برای مثال پلی­استیلن تقویت­شده با سدیم فلوراید به روش الکتروشیمیایی، این پلیمر را نسبت به اکسیژن بسیار مقاوم ساخته است[۹]. لذا انتخاب ماده تقویت­کننده مناسب تاثیر به­سزایی در خواص و کاربرد پلیمر حاصل خواهد داشت. تقویت کننده­ی خوب ماده­ای است که علاوه بر ایجاد پایداری شیمیایی خوب رسانایی را در حد ممکن بالا ببرد. از جمله مواد تقویت کننده پلیمر­های مزدوج می­توان به برخی مواد پذیرنده­ی الکترون نظیر I_۲, AsF_۵, FeCl_۳  و یا برخی از مواد دهنده الکترون نظیر سدیم و لیتیم اشاره کرد. خواص یون تقویت کننده نظیر اندازه، هندسه و بار آن به شدت بر خواص پلیمر­حاصل تاثیرگذار است. میزان یون مقابل در زنجیر پلیمر شدیداً وابسته به شرایط واکنش است[۹و۱۳]

۲-۳-۳- تقویت شیمیایی

در این روش پلیمر (P) خنثی می­تواند با یک الکترون پذیرنده[۱۰](A) وارد واکنش اکسایش شود

P + A P+ + A–

و یا این­که توسط یک الکترون­دهنده (D)کاهیده شود:P + D P– + D+

فرایند تقویت می­تواند در محیط گازی یا محلول اتفاق بیفتد. تقویت با استفاده از منبع گازی وقتی عملی است که واکنش دهنده شامل مولکول­های خنثی باشد و فشار گاز به اندازه کافی بالا باشد. با کنترل فشار می­توان میزان رسانایی را تا اندازه دلخواه بالا برد. اما استفاده از تقویت کننده در محلول عمومی­تر است؛ در این روش پس از حل کردن تقویت­کننده در یک حلال مناسب (بر اساس قطبی و غیر قطبی بودن، تقویت­کننده قطبی در حلال قطبی و تقویت­کننده غیر قطبی در حلال غیر قطبی) پلیمر در تماس با محلول حاصل قرار می­گیرد. در تقویت با استفاده از منبع مایع نکته­ای که باید دقت شود اثر حلال است، چون ممکن است در صورتی که انرژی حلال­پوشی بین کاتیون­ها و مولکول­های حلال به اندازه کافی بالا باشد پدیده­ی جایگیری هم­زمان[۱۱] اتفاق بیفتد. اثر غلظت   تقویت­کننده از دیگر مواردی است که باید به آن توجه کرد. با کنترل غلظت می­توان سرعت تقویت کردن و میزان آن را تنظیم کرد(شکل ۲-۲). اگرچه تقویت شیمیایی یکی از فرایند­های موثر و ساده برای تقویت پلیمر­های رسانا به شمار می­آید، اما کنترل این روش بسیار مشکل است. انجام فرایند تقویت به طور کامل باعث دست­یابی به کیفیت بالای پلیمر رسانا می­شود؛ اما در صورتی که کنترل کاملی بر این فرایند اعمال نگردد؛ امکان دست­یابی به تقویت کامل و در نتیجه خواص مورد نظر نخواهد بود[۳]

[۱] A.J.Heeger

[۲] A.G.MacDiarmid

[۳] University of Tsukuba.Japan

[۴] University of California.Santa Barbara., USA

[۵] University of Pennsylvania.USA

[۶] Polaron

[۷] Bipolaron

[۸] Self Doping

[۹] Radiation Induced Doping

[۱۰]Electron Accepting

[۱۱] Co insertion

[۱] Composites

[۲] Ionically Conducting Polymers

[۳] Redox Polymers

[۴] Immoilized Electroactive Centers

[۵] Redox Centers

[۶] Hopping

[۷] H. Letheby

[۸] Natta

[۹] Ziegler-Natta

[۱۰] H.Shirakawa

[۱۱] Ito