Mécanisme de transport dans les composites polyaniline(PPA)/AC

Transport properties of polyaniline(PPA)/CA blends

CEA, Département de Recherche Fondamentale sur la Matière Condensée, SI3M, Laboratoire de Physique des Métaux Synthétiques, UMR 585, CEA-CNRS-UJF, 17 rue des Martyrs, 38054 Grenoble cedex 9, France

Résumé

La polyaniline (PANI) dopée à l'acide phényl phosphonique (PPA) et dispersée dans l'acétate de cellulose, donne des composites au seuil de percolation remarquablement bas : p_c ≤0.1%. La dépendance thermique de leur conductivité est décrit par : σ=σ₀ exp(-(T/T0)^γ), loi caractéristique d'un mécanisme de hopping dans les milieux désordonnés. L'exposant augmente systématiquement avec la dilution : de 0.5 à haute concentration, à 0.76 près du seuil de percolation. La dépendance thermique de la conductivité AC _sigma(ω, T) est décrite par la loi d'échelle empirique suivante : 1+(ω/ω₀(T))^s avec s autour de 0.7. Les résultats obtenus à température et fréquence variable sont décrits puis comparés à certains modèles théoriques.

Abstract

Polyaniline protonated with phenyl phosphonic acid was blended with cellulose acetate to produce composites with remarkably low conduction threshold p_c ≤0.1%. As for generalized variable range hopping their conductivity follows: σ=σ₀ exp(-(T/T0)^γ). The exponent γ systematically increase with dilution from 0.5 at high concentration to 0.76 near the percolation threshold. The thermal AC conductivity dependence has scaling behavior described by 1+(ω/ω₀(T))^s with s close to 0.7. The conductivity data are obtained at variable frequency and temperature; they are compared to theoretical models.