Conductivité, susceptibilité magnétique et relaxation nucléaire, en fonction du vieillissement dans le polypyrrole

¹ CEA, Département de recherche fondamentale sur la matière condensée, SESAM, Laboratoire de physique des métaux synthétiques, France.
² CEA, Centre d’études et de recherches sur les matériaux, DEM/SGSA, CEN-G, 17, rue des Martyrs, 38054 Grenoble Cedex 9, France.

Résumé

Les propriétés physiques des polymères conducteurs évoluent au cours du temps. Nous présentons ici une étude quantitative de la conductivité, de la susceptibilité magnétique et de relaxation nucléaire d'échantillons de polypyrrole synthétisés en milieu aqueux en présence de FeCl₃. Le processus de vieillissement des échantillons est accéléré par traitement thermique. Les résultats obtenus mettent en évidence une relation linéaire entre largeur de raie RPE et taux de diffusion des spins le long des chaînes: les spins devenant moins mobiles avec le vieillissement, l'élargissement de la raie due aux collisions entre polarons et centres fixes paramagnétiques (fer) diminue.

Abstract

Stability of conducting polymers is of prime importance for their use in practical applications. In this work we report conductivity, ESR experiments and relaxation time on aged polypyrrole powder, synthesized in water by FeCl₃ oxidizing polymerization of pyrrole. Samples are heated to 140°C to accelerate the ageing process. Results give evidence for a linear relationship between RPE linewidth and diffusion coefficient along the chains: due to the decrease of spin mobility as a function of ageing, the ESR linewidth broadening, attributed to strong collisions between polarons against fixed iron paramagnetic center, decreases with time.