本发明涉及一种聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸钠(PSSNa/PEDOT)抗静电分散液的制备方法，属于导电高分子功能材料领域。
背景技术：
自从20世纪中期美国科学家黑格尔(A.J.Heeger)和麦克迪尔米(A.G.MacDiarmid)和日本科学家白川英树(H.shirakawa)发现掺杂聚乙炔(Polyacetylene,PA)具有金属导电特性以来，有机高分子不能作为电解质的概念被彻底改变，它的出现不仅打破了高分子仅为绝缘体的传统观念,而且为低维固体电子学和分子电子学的建立打下基础。之后,人们对聚苯胺(polyaniline,PANI)、聚毗咯(Polypyrrole,PPy)、聚噻吩(polythiophene,PT)、聚对亚苯基(polyphenylene)和聚对亚苯基乙烯(poly(phenylenevinylene),PPV)等导电聚合物进行了深入的研究。
导电聚合物具有特殊的结构和优异的物理化学性能使它在能源、光电子器件、信息、传感器、分子导线和分子器件、电磁屏蔽、金属防腐和隐身技术方面有着广泛诱人的应用前景，经过30多年的研究,导电聚合物在分子设计和材料合成、掺杂方法和掺杂机理、可溶性和加工性、导电机理、光、电、磁物理性能及相关机理及技术上的应用探索都己取得重要的研究进展,有些正向实用化的方向迈进，但是,导电聚合物发展至今,无论在理论上，还是在材料合成和技术应用上它仍然面临着许多挑战,而这些挑战也恰恰给导电高分子在21世纪的发展带来极好的机遇。
聚(3,4-乙烯二氧噻吩)(PEDOT)的主链上具有一个P键共轭结构，这也正是PEDOT能够导电的决定因素之一,随着其聚合程度的增加，共轭体系也随之增大，电子的离域性显著增强，当共轭结构达到足够大时，聚合物就可以提供电子载流子，然后在电场的作用下，载流子可以沿聚合物链作定向运动，从而使聚合物导电。但事实上，仅具有P键共轭结构的聚合物还不能称为导电体，只能算作半导体材料，原因在于聚合物分子中各P键分子轨道之间还存在着一定的能级差。在电场力作用下，电子在聚合物内部的迁移必须跨越这个能级差才能导电，能级差的存在使得P电子不能在聚合物中完全自由地跨键移动，因而其导电能力受到影响，因而在无掺杂情况下聚合物导电率不高，所以仅能实现抗静电作用。
噻吩类导电聚合物的成膜性、稳定性、导电性、透光性、柔韧性、可加工性等优于其他导电聚合物，而聚(3,4-乙烯二氧噻吩)具有以下的特点：透明性好，尤其在蓝光区域；化学性质较稳定，制成膜以后不会被环境改变而改变；成膜性较好；可以用作电极；可以用作电极修饰材料，主要修饰氧化铟锡(ITO)电极,提高阳极功函数，提高空穴注入能力。专利CN102731923B研究了掺杂硫酸戊聚糖钠和乙二醇对PEDOT/PSSNa溶液导电性的提高,但结果显示导电性和成膜性还有待提高，所以开发性能更为优越PEDOT/PSSNa水分散体是当前要研究的问题。
技术实现要素：
技术问题：本发明的目的在于提供一种聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸钠抗静电分散液的制备方法，该方法以纳米Pt或纳米Pd与双氧水组成氧化还原体系，在聚苯乙烯磺酸钠(PSSNa)存在的水溶液中聚合3,4-乙烯二氧噻吩(EDOT)，得到聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸钠(PSSNa/PEDOT)抗静电分散液，该方法制备快速简单而且省去工业生产中对聚合后的水分散体系使用阴阳离子树脂进行离子交换的后期处理的步骤，可直接用于工业化抗静电涂料的配制。
技术方案：本发明提供了一种聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸钠抗静电分散液的制备方法，该方法包括以下步骤：
1)向去离子水中加入聚苯乙烯磺酸钠，搅拌使溶液充分乳化，得到聚苯乙烯磺酸钠水溶液；
2)将3,4-乙烯二氧噻吩单体加入到上述的聚苯乙烯磺酸钠的水溶液中，搅拌后得到含有聚苯乙烯磺酸钠和3,4-乙烯二氧噻吩的混合溶液Ⅰ；
3)将氧化剂加入到步骤2)得到的混合溶液Ⅰ中，制得含有氧化剂、聚苯乙烯磺酸钠和3,4-乙烯二氧噻吩的混合溶液Ⅱ；
4)调节混合溶液Ⅱ的PH值后加入催化剂，形成均相聚合反应体系，搅拌得到深蓝色混合液，即聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸钠抗静电分散液。
其中：
该制备方法的反应方程式为：
式中：n表示3,4—乙烯二氧噻吩的分子个数，x表示聚对苯乙烯磺酸钠的分子量。
所述聚对苯乙烯磺酸钠的平均分子量为70K，其作用为：①平衡聚3,4-乙烯二氧噻吩链上的电荷；②作为模板使3,4-乙烯二氧噻吩在其聚合链上进行聚合。
所述的聚对苯乙烯磺酸钠和3,4-乙烯二氧噻吩的质量比为(0.5～5):1。
所述的氧化剂为30wt％～50wt％的双氧水，且氧化剂和3,4-乙烯二氧噻吩的质量比为(0.1～0.5):1。
所述的调节混合溶液Ⅱ的PH值是指通过加入盐酸，调节混合溶液Ⅱ的PH的值为2～3。
所述的还原剂为纳米Pt悬浮液或纳米Pd悬浮液中的一种，且所述的还原剂与3，4-乙烯二氧噻吩的摩尔比为(0.001～0.005):1。
所述的纳米Pt悬浮液或纳米Pd悬浮液的浓度都是5.6mol.L-1。
所述的聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸钠抗静电分散液中聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸钠的固体含量为0.5wt％～3wt％。
所述步骤1)至步骤4)均是在温度为15～45℃条件下进行。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、本发明中聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸钠抗静电分散液的制备方法快速简单而且省去工业生产中对聚合后的水分散体系使用阴阳离子树脂进行离子交换的后期处理的步骤，可直接用于工业化抗静电涂料的配制，快速简单。
2、本发明中聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸钠抗静电分散液的平均粒径比市场上的平均粒径低，国内市场平均粒径为200nm左右，本发明中的平均粒径为80nm左右。
附图说明：
图1为实施例1制备的聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸钠的动态衍射光谱图。
具体实施方式
实施例1
于常温下配制1g的聚对苯乙烯磺酸钠(即PSSNa)的去离子水溶液600mL于1500mL的三口烧瓶中，充分搅拌完全溶解，向溶液中加入2g 3,4-乙烯二氧噻吩，继续搅拌使溶液充分乳化，加入180μL双氧水(30wt％)溶液，加入浓盐酸，调节溶液的pH为2，加入浓度为5.6mol.L-1的纳米Pt悬浮液2.5μL，15℃反应。15h后得深蓝色聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸钠抗静电分散液，该分散液中：
PSSNa:EDOT＝0.5:1(质量比)；
双氧水:EDOT＝0.1：1(质量比)；
Pt:EDOT＝0.001:1(摩尔比)；
PSSNa/PEDOT固体含量为0.5％。
实施例2
于常温下配制2g的聚对苯乙烯磺酸钠(即PSSNa)的去离子水溶液200mL于500ml的三口烧瓶中，搅拌溶解后，向溶液中加入1g 3,4-乙烯二氧噻吩，继续搅拌使溶液充分乳化，加入180μL双氧水(30wt％)溶液，加入浓盐酸，调节溶液的PH为2，加入浓度为5.6mol.L-1的纳米Pt悬浮液2.5μL，25℃搅拌反应。10h后得深蓝色聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸钠抗静电分散液，该分散液中：
PSSNa:EDOT＝2:1(质量比)；
双氧水：EDOT＝0.2：1(质量比)；
Pt:EDOT＝0.002:1(摩尔比)；
PSSNa/PEDOT固体含量为1.5％。
实施例3
于常温下配制5g的聚对苯乙烯磺酸钠(即PSSNa)的去离子水溶液200mL于500mL的三口烧瓶中,搅拌溶解后,向溶液中加入1g 3,4-乙烯二氧噻吩，继续搅拌使溶液充分乳化，加入450μL双氧水溶液(30wt％)，加入浓盐酸，调节溶液的PH为3，加入浓度为5.6mol.L-1的纳米Pt悬浮液6μL，45℃下反应。5h后得深蓝色聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸钠抗静电分散液，该分散液中：
PSSNa:EDOT＝5:1(质量比)；
双氧水：EDOT＝0.5：1(质量比)；
Pt:EDOT＝0.005:1(摩尔比)；
PSSNa/PEDOT固体含量为3％。
实施例4
于常温下配制1g的聚对苯乙烯磺酸钠(即PSSNa)的去离子水溶液600mL于1500mL的三口烧瓶中,充分搅拌完全溶解,向溶液中加入2g 3,4-乙烯二氧噻吩，继续搅拌使溶液充分乳化，加入180μL双氧水(30wt％)溶液，加入浓盐酸，调节溶液的pH为2，加入浓度为5.6mol.L-1的纳米Pd悬浮液2.5μL，15℃反应。15h后得深蓝色聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸钠抗静电分散液，该分散液中：
PSSNa:EDOT＝0.5:1(质量比)；
双氧水：EDOT＝0.1：1(质量比)；
Pd:EDOT＝0.001:1(摩尔比)；
PSSNa/PEDOT固体含量为0.5％。
实施例5
于常温下配制2g的聚对苯乙烯磺酸钠(即PSSNa)的去离子水溶液200ml于500mL的三口烧瓶中,搅拌溶解后，向溶液中加入1g 3,4-乙烯二氧噻吩，继续搅拌使溶液充分乳化，加入180μL双氧水(30wt％)溶液，加入浓盐酸，调节溶液的pH为2，加入浓度为5.6mol.L-1的纳米Pd悬浮液2.5μL，25℃搅拌反应。10h后得深蓝色聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸钠抗静电分散液，该分散液中：
PSSNa:EDOT＝2:1(质量比)；
双氧水：EDOT＝0.2：1(质量比)；
Pd:EDOT＝0.002:1(摩尔比)；
PSSNa/PEDOT固体含量为1.5％。
实施例6
于常温下配制5g的聚对苯乙烯磺酸钠(即PSSNa)的去离子水溶液200mL于500mL的三口烧瓶中,搅拌溶解后,向溶液中加入1g 3,4-乙烯二氧噻吩，继续搅拌使溶液充分乳化，加入450μL双氧水溶液(30wt％)，加入浓盐酸，调节溶液的pH为3，加入浓度为5.6mol.L-1的纳米Pd悬浮液6μL，45℃下反应。5h后得深蓝色聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸钠抗静电分散液，该分散液中：
PSSNa:EDOT＝5:1(质量比)；
双氧水:EDOT＝0.5:1(质量比)；
Pd:EDOT＝0.005:1(摩尔比)；
PSSNa/PEDOT固体含量为3％。