Введение
Полипиррол (PPy) — органический полимер, получаемый окислительной полимеризацией пиррола. Это твердое вещество с формулой H(C4H2NH)nH. Это полимер с собственной электропроводностью, используемый в электронике, оптике, биологии и медицине.
История
О некоторых из первых примеров PPy сообщили в 1919 году Анжели и Пьерони, которые описали получение пиррольных черных из бромида пирролмагния. С тех пор реакция окисления пиррола изучалась и освещалась в научной литературе. Работы по проводящим полимерам, включая полипиррол, политиофен, полианилин и полиацетилен, были удостоены Нобелевской премии по химии в 2000 году Алану Дж. Хьегеру, Алану Г. МакДиармиду и Хидеки Ширакаве.
Свойства
Пленки PPy желтые, но темнеют на воздухе в результате окисления. Допированные пленки имеют синий или черный цвет в зависимости от степени полимеризации и толщины пленки. Они аморфны и демонстрируют лишь слабую дифракцию. PPy описывается как "квазиодномерный" в отличие от одномерного, поскольку в нем присутствует некоторая степень сшивания и перескок между цепями. Недопированные и допированные пленки не растворяются в растворителях, но способны к набуханию. Допирование делает материалы хрупкими. Они стабильны на воздухе до 150 °C, при которой начинается выделение допанта (например, в виде HCl). Поверхность полипирольных пленок обладает фрактальными свойствами, а ионная диффузия через них носит аномальный характер.
Приложения
PPy и связанные с ним проводящие полимеры находят два основных применения в электронных приборах, а также в химических сенсорах и электрохимических устройствах.
Тенденции исследований
PPy является перспективным средством для доставки лекарств. Полимерная матрица служит контейнером для белков. Полипиррол исследовали в качестве носителя катализатора для топливных элементов и для повышения чувствительности катодных электрокатализаторов. Наряду с другими сопряженными полимерами, такими как полианилин, поли(этилендиокситиофен) и другими, полипиррол изучался как материал для создания "искусственных мышц" – технологии, предлагающей преимущества по сравнению с традиционными приводными элементами. Полипиррол использовали для нанесения покрытия на диоксид кремния и диоксид кремния с обращенной фазой, что позволило получить материал, способный к анионному обмену и проявляющий гидрофобные взаимодействия. Полипиррол применялся при микроволновом синтезе многостенных углеродных нанотрубок – быстром методе их выращивания. Водостойкая полиуретановая губка, покрытая тонким слоем полипиррола, поглощает в 20 раз превышающий ее вес объем масла и может использоваться повторно. Волокно полипиррола, полученное методом мокрого прядения, можно получить путем химической полимеризации пиррола с использованием DEHS в качестве допанта.