Gels conducteurs totalement conjugués : préparation, premières caractérisations

¹ CEA, département de recherche fondamentale sur la matière condensée/SESAM/PMS, Centre d'études nucléaires, 17, rue des Martyrs, 38054 Grenoble Cedex 9, France.
² En détachement de l'École normale supeneure de Paris, 24, rue Lhomond 75005 Paris, France.

Résumé

Dans le but d'obtenir des polymères conducteurs à propriétés particulières, nous avons choisi de jouer sur la dimensionnalité. Ces composés sont, en général, unidimensionnels et les rares gels conducteurs rapportés dans la littérature présentent des structures mal définies. Dans le but d'obtenir des structures totalement conjuguées fractales voire tridimensionnelles, nous avons choisi de réticuler des chaînes de poly(n-octyl-3-thiophène) (POT) avec des points de réticulation de la famille des trithienylbenzènes que nous avons préparés et parfaitement caractérisés. En faisant varier le taux de réticulation, nous avons obtenu 22 copolymères. En première approximation, nous avons supposé que la phase soluble était uniquement composée de POT ce qui nous a permis de déterminer une limite supérieure du taux de réticulation dans les copolymères insolubles. Ces copolymères insolubles présentent des propriétés de gonflement. A l'état dopé, leur conductivité est semblable à celle du POT. La mise en évidence des propriétés spécifiques résultant de la dimensionnalité > 2 est en cours.

Abstract

Conducting polymers are generally one-dimensional and compounds of higher dimensionality are expected to exhibit specific properties (especially conductivity). That is the reason why we have decided to prepare fully conjugated structures exhibiting a dimensionality d > 2 by crosslinking poly(3-noctylthiophene) chains with different trithienylbenzenes. Four trithienylbenzenes have been prepared and characterized. They have been copolymerized with 3-n-octylthiophene in various concentrations. After reaction, we have obtained a fully soluble part (in CHCl₃) and an insoluble part except in two cases where only a fully soluble part was obtained. The insoluble copolymers swell in apolar solvents (CHCl₃, toluene...). The swelling ratio increases linearly with decreasing crosslink ratio, indicating that no segregation of the crosslinks occurs. We have determined the upper limit of the crosslink ratio in the insoluble copolymers assuming that the fully soluble part only consists of poly(3-n-octylthiophene). The doped insoluble copolymers exhibit conductivities similar to the one of poly(3-n-octylthiophene). Further characterizations are in progress.