Funktionaalisten elektroaktiivisten polymeerien tutkimuksia

Conjugated polymers containing pi-conjugated backbones form a scientifically and technologically important class of polymers. In their undoped form they are semiconductors, but they can be doped for electrical conductivity, and allow redox-activity, which all can lead to functional materials. One of the most important conjugated polymers in large scale applications is polyaniline due to its economics and good stability. Polyaniline is used for applications requiring conductivity as well as corrosion inhibition. In this thesis, conducting network structures based on acid doped polyaniline are prepared within solvent and polymer matrices, in order to investigate percolation phenomena. Self-assembled structures have been investigated to study confinement of the polyaniline chain in nanosized domains and its effects on conductivity. A concept was identified and patented to achieve a novel anticorrosion coating based on polyaniline/epoxy compositions. In some applications ionic or protonic conductivity is preferred instead of electronic conductivity. These include e.g. fuel cell membranes or applications where colorless conductive materials are needed. The thesis describes a model material for fuel cell membranes, where the mechanical and conductivity properties can be separately tailored due to self-assembly, as well as a novel material to allow colorless antistatic paper coatings.Konjugoidut polymeerit, joissa on pii-konjugoituja pääketjuja, muodostavat tieteellisesti ja teknologisesti kiinnostavan ryhmän. Dooppaamattomassa muodossaan ne ovat puolijohteita, mutta ne voidaan doopata sähköä johtaviksi, ja niissä voi tapahtua sisäisiä hapetus-pelkistys -reaktiota. Tämä mahdollistaa funktionaaliset materiaalit. Polyaniliini on yksi tärkeimmistä suuren mittakaavan sovelluksissa käytettävistä konjugoiduista polymeereista sen taloudellisuuden ja stabiiliuden takia. Polyaniliinia käytetään sovelluksissa, joissa vaaditaan sähkönjohtavuutta tai korroosionestokykyä. Tässä väitöskirjassa valmistetaan hapolla doopattuun polyaniliiniin perustuvia johtavia verkostorakenteita liuos- ja polymeerimatriiseissa tarkoituksena tutkia perkolaatioilmiöitä. Itsejärjestyneitä rakenteita on tutkittu, jotta voidaan saada tietoa polyaniliiniketjun rajoittumisesta nanokokoisiin alueisiin ja tämän vaikutusta johtavuuteen. Väitöskirjassa on myös kehitetty ja tähän työhön perustuen patentoitu uudenlainen korroosiolta suojaava pinnoite, joka perustuu polyaniliiniin ja epoksiin. Tiettyihin sovelluksiin ioni- tai protonijohtavuus sopii paremmin kuin elektroninen johtavuus. Tällaisia ovat mm. polttokennokalvot, tai sovellukset, joissa tarvitaan värittömiä materiaaleja. Väitöskirja kuvaa polttokennokalvon mallimateriaalin, jossa mekaaniset ja sähköiset ominaisuudet ovat erikseen räätälöitävissä itsejärjestymisen ansiosta. Myös uudenlainen materiaali värittömiin antistaattisesti johtaviin paperin pinnoitteisiin kuvataan.reviewe