本發(fā)明涉及一種聚乙炔分子電子導(dǎo)線的制備方法，屬于電子導(dǎo)線制備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

導(dǎo)電高分子材料具有價(jià)廉、輕質(zhì)、耐腐蝕等綜合性的優(yōu)異性能，作為導(dǎo)電材料有著廣泛的應(yīng)用價(jià)值。聚乙炔是被開(kāi)發(fā)較早、較深入的導(dǎo)電材料。聚乙炔是最簡(jiǎn)單的聚炔烴，有順式聚乙炔和反式聚乙炔兩種立體異構(gòu)體。線型高分子量聚乙炔是不溶不熔，對(duì)氧敏感的結(jié)晶性高分子半導(dǎo)體，深色有金屬光澤。聚乙炔具有一般高聚物所具有的易生產(chǎn)加工、能成膜、有柔性等特點(diǎn)，并且原料便宜，能通過(guò)摻雜控制實(shí)現(xiàn)從絕緣體、半導(dǎo)體到導(dǎo)體的變化，這些性能使得聚乙炔具有很多優(yōu)異的應(yīng)用價(jià)值。聚乙炔導(dǎo)電材料(包括摻雜聚乙炔)具有一般導(dǎo)電高分子材料普遍性能。聚乙炔是最典型的P-共軛聚合物，也是許多共軛高分子的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，在分子電子器件領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景，例如制備分子導(dǎo)線和分子開(kāi)關(guān)、發(fā)光二極管(LEDs)、場(chǎng)效應(yīng)管(FETs)等。以聚乙炔為原料制備電子導(dǎo)線導(dǎo)熱性差、產(chǎn)電功率低，且目前方法制備的聚乙炔分子電子導(dǎo)線，加工成型困難，易產(chǎn)生毛刺，材料導(dǎo)電性低。因此研究出一種高性能的聚乙炔分子電子導(dǎo)線，在相關(guān)領(lǐng)域具有很好的發(fā)展前景和利用價(jià)值。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題：針對(duì)以聚乙炔為原料制備電子導(dǎo)線導(dǎo)熱性差、產(chǎn)電功率低，且目前方法制備的聚乙炔分子電子導(dǎo)線加工成型困難，易產(chǎn)生毛刺，材料導(dǎo)電性低的弊端，提供了一種將煤塊煅燒冷卻，球磨過(guò)篩后，與二甲基甲酰胺混合靜置，過(guò)濾得濾餅，洗滌干燥后，加入甲苯制得的乙炔甲苯溶解液等水浴加熱，過(guò)濾得濾渣，洗滌干燥制得聚乙炔分子電子導(dǎo)線的方法。本發(fā)明制備步驟簡(jiǎn)單，產(chǎn)品易加工成型，無(wú)毛刺產(chǎn)生，導(dǎo)電性能高，充分利用煤塊煅燒活化得活化介孔碳納米顆粒，復(fù)合乙炔甲苯溶解液制備聚乙炔分子電子導(dǎo)線，有效提高了其導(dǎo)熱性和產(chǎn)電功率。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下所述的技術(shù)方案是：

（1）將煤塊置于管式爐中，對(duì)爐中通氮?dú)馀懦諝?，在氮?dú)鈿夥障拢?0℃/min速率升溫至550～600℃，保溫加熱1～2h后，靜置冷卻至室溫，收集冷卻煅燒煤塊，在250～300r/min下球磨1～2h，隨后過(guò)120～130目篩，收集得煤塊粉末；

（2）按質(zhì)量比1:5，將上述制備的煤塊粉末與二甲基甲酰胺攪拌混合，并靜置10～12h，隨后過(guò)濾并收集濾餅，用質(zhì)量濃度12%KOH溶液洗滌3～5次，再用去離子水洗滌3～5次后，在65～80℃下干燥6～8h，制備得活化介孔碳納米顆粒；

（3）取25～30mL甲苯置于250mL三口燒瓶中，通氮?dú)馀懦諝猓诘獨(dú)鈿夥障?，將其置?5～30℃下水浴加熱1～2h，制備得乙炔甲苯溶解液，隨后按重量份數(shù)劑，分別稱(chēng)量45～50份乙炔甲苯溶解液、5～10份三異丁基鋁、15～20份苯乙烯乳液和15～20份上述制備的活化介孔碳納米顆粒置于三口燒瓶中，攪拌混合并在25～30℃下水浴加熱1～2h；

（4）待水浴加熱完成后，停止加熱并靜置冷卻至室溫，向三口燒瓶中滴加與活化介孔碳納米顆粒質(zhì)量相同的無(wú)水乙醇，控制滴加時(shí)間為10～15min，待滴加完成后，過(guò)濾并收集濾渣，用去離子水洗滌3～5次后，將其置于60～70℃下干燥6～8h，即可制備得一種聚乙炔分子電子導(dǎo)線。

本發(fā)明制得的聚乙炔分子電子導(dǎo)線導(dǎo)電率1.45×10⁵～1.48×10⁵S·cm，電阻率為1.14×10^-2～1.21×10⁸Ω·cm，能隙為1.48～1.52eV。

本發(fā)明與其他方法相比，有益技術(shù)效果是：

（1）本發(fā)明制備步驟簡(jiǎn)單，產(chǎn)品易加工成型，無(wú)毛刺產(chǎn)生，導(dǎo)電性能高；

（2）充分利用煤塊煅燒活化得活化介孔碳納米顆粒，復(fù)合乙炔甲苯溶解液制備聚乙炔分子電子導(dǎo)線，有效提高了其導(dǎo)熱性和產(chǎn)電功率。

具體實(shí)施方式

首先將煤塊置于管式爐中，對(duì)爐中通氮?dú)馀懦諝?，在氮?dú)鈿夥障?，?0℃/min速率升溫至550～600℃，保溫加熱1～2h后，靜置冷卻至室溫，收集冷卻煅燒煤塊，在250～300r/min下球磨1～2h，隨后過(guò)120～130目篩，收集得煤塊粉末；然后按質(zhì)量比1:5，將上述制備的煤塊粉末與二甲基甲酰胺攪拌混合，并靜置10～12h，隨后過(guò)濾并收集濾餅，用質(zhì)量濃度12%KOH溶液洗滌3～5次，再用去離子水洗滌3～5次后，在65～80℃下干燥6～8h，制備得活化介孔碳納米顆粒；取25～30mL甲苯置于250mL三口燒瓶中，通氮?dú)馀懦諝?，在氮?dú)鈿夥障拢瑢⑵渲糜?5～30℃下水浴加熱1～2h，制備得乙炔甲苯溶解液，隨后按重量份數(shù)劑，分別稱(chēng)量45～50份乙炔甲苯溶解液、5～10份三異丁基鋁、15～20份苯乙烯乳液和15～20份上述制備的活化介孔碳納米顆粒置于三口燒瓶中，攪拌混合并在25～30℃下水浴加熱1～2h；最后待水浴加熱完成后，停止加熱并靜置冷卻至室溫，向三口燒瓶中滴加與活化介孔碳納米顆粒質(zhì)量相同的無(wú)水乙醇，控制滴加時(shí)間為10～15min，待滴加完成后，過(guò)濾并收集濾渣，用去離子水洗滌3～5次后，將其置于60～70℃下干燥6～8h，即可制備得一種聚乙炔分子電子導(dǎo)線。

實(shí)例1

首先將煤塊置于管式爐中，對(duì)爐中通氮?dú)馀懦諝?，在氮?dú)鈿夥障?，?0℃/min速率升溫至550℃，保溫加熱1h后，靜置冷卻至室溫，收集冷卻煅燒煤塊，在250r/min下球磨1h，隨后過(guò)120目篩，收集得煤塊粉末；然后按質(zhì)量比1:5，將上述制備的煤塊粉末與二甲基甲酰胺攪拌混合，并靜置10h，隨后過(guò)濾并收集濾餅，用質(zhì)量濃度12%KOH溶液洗滌3次，再用去離子水洗滌3次后，在65℃下干燥6h，制備得活化介孔碳納米顆粒；取25mL甲苯置于250mL三口燒瓶中，通氮?dú)馀懦諝?，在氮?dú)鈿夥障?，將其置?5℃下水浴加熱2h，制備得乙炔甲苯溶解液，隨后按重量份數(shù)劑，分別稱(chēng)量45份乙炔甲苯溶解液、5份三異丁基鋁、15份苯乙烯乳液和15份上述制備的活化介孔碳納米顆粒置于三口燒瓶中，攪拌混合并在25℃下水浴加熱1h；最后待水浴加熱完成后，停止加熱并靜置冷卻至室溫，向三口燒瓶中滴加與活化介孔碳納米顆粒質(zhì)量相同的無(wú)水乙醇，控制滴加時(shí)間為10min，待滴加完成后，過(guò)濾并收集濾渣，用去離子水洗滌3次后，將其置于60℃下干燥6h，即可制備得一種聚乙炔分子電子導(dǎo)線。本發(fā)明制備步驟簡(jiǎn)單，產(chǎn)品易加工成型，無(wú)毛刺產(chǎn)生，導(dǎo)電性能高；充分利用煤塊煅燒活化得活化介孔碳納米顆粒，復(fù)合乙炔甲苯溶解液制備聚乙炔分子電子導(dǎo)線，有效提高了其導(dǎo)熱性和產(chǎn)電功率；制得的聚乙炔分子電子導(dǎo)線導(dǎo)電率1.45×10⁵S·cm，電阻率為1.14×10^-2Ω·cm，能隙為1.48eV。

實(shí)例2

首先將煤塊置于管式爐中，對(duì)爐中通氮?dú)馀懦諝?，在氮?dú)鈿夥障?，?0℃/min速率升溫至575℃，保溫加熱2h后，靜置冷卻至室溫，收集冷卻煅燒煤塊，在275r/min下球磨2h，隨后過(guò)125目篩，收集得煤塊粉末；然后按質(zhì)量比1:5，將上述制備的煤塊粉末與二甲基甲酰胺攪拌混合，并靜置11h，隨后過(guò)濾并收集濾餅，用質(zhì)量濃度12%KOH溶液洗滌4次，再用去離子水洗滌4次后，在72℃下干燥7h，制備得活化介孔碳納米顆粒；取28mL甲苯置于250mL三口燒瓶中，通氮?dú)馀懦諝?，在氮?dú)鈿夥障拢瑢⑵渲糜?5℃下水浴加熱2h，制備得乙炔甲苯溶解液，隨后按重量份數(shù)劑，分別稱(chēng)量48份乙炔甲苯溶解液、8份三異丁基鋁、18份苯乙烯乳液和18份上述制備的活化介孔碳納米顆粒置于三口燒瓶中，攪拌混合并在28℃下水浴加熱2h；最后待水浴加熱完成后，停止加熱并靜置冷卻至室溫，向三口燒瓶中滴加與活化介孔碳納米顆粒質(zhì)量相同的無(wú)水乙醇，控制滴加時(shí)間為13min，待滴加完成后，過(guò)濾并收集濾渣，用去離子水洗滌4次后，將其置于65℃下干燥7h，即可制備得一種聚乙炔分子電子導(dǎo)線。本發(fā)明制備步驟簡(jiǎn)單，產(chǎn)品易加工成型，無(wú)毛刺產(chǎn)生，導(dǎo)電性能高；充分利用煤塊煅燒活化得活化介孔碳納米顆粒，復(fù)合乙炔甲苯溶解液制備聚乙炔分子電子導(dǎo)線，有效提高了其導(dǎo)熱性和產(chǎn)電功率；制得的聚乙炔分子電子導(dǎo)線導(dǎo)電率1.46×10⁵S·cm，電阻率為1.17×10⁵Ω·cm，能隙為1.50eV。

實(shí)例3

首先將煤塊置于管式爐中，對(duì)爐中通氮?dú)馀懦諝?，在氮?dú)鈿夥障拢?0℃/min速率升溫至600℃，保溫加熱2h后，靜置冷卻至室溫，收集冷卻煅燒煤塊，在300r/min下球磨2h，隨后過(guò)130目篩，收集得煤塊粉末；然后按質(zhì)量比1:5，將上述制備的煤塊粉末與二甲基甲酰胺攪拌混合，并靜置12h，隨后過(guò)濾并收集濾餅，用質(zhì)量濃度12%KOH溶液洗滌5次，再用去離子水洗滌5次后，在80℃下干燥8h，制備得活化介孔碳納米顆粒；取30mL甲苯置于250mL三口燒瓶中，通氮?dú)馀懦諝?，在氮?dú)鈿夥障拢瑢⑵渲糜?5℃下水浴加熱2h，制備得乙炔甲苯溶解液，隨后按重量份數(shù)劑，分別稱(chēng)量50份乙炔甲苯溶解液、10份三異丁基鋁、20份苯乙烯乳液和20份上述制備的活化介孔碳納米顆粒置于三口燒瓶中，攪拌混合并在30℃下水浴加熱2h；最后待水浴加熱完成后，停止加熱并靜置冷卻至室溫，向三口燒瓶中滴加與活化介孔碳納米顆粒質(zhì)量相同的無(wú)水乙醇，控制滴加時(shí)間為15min，待滴加完成后，過(guò)濾并收集濾渣，用去離子水洗滌5次后，將其置于70℃下干燥8h，即可制備得一種聚乙炔分子電子導(dǎo)線。本發(fā)明制備步驟簡(jiǎn)單，產(chǎn)品易加工成型，無(wú)毛刺產(chǎn)生，導(dǎo)電性能高；充分利用煤塊煅燒活化得活化介孔碳納米顆粒，復(fù)合乙炔甲苯溶解液制備聚乙炔分子電子導(dǎo)線，有效提高了其導(dǎo)熱性和產(chǎn)電功率；制得的聚乙炔分子電子導(dǎo)線導(dǎo)電率1.48×10⁵S·cm，電阻率為1.21×10⁸Ω·cm，能隙為1.52eV。