PEDOT：PSS化学氧化合成工艺中关键步骤：乳化

EDOT聚合为PEDOT的基本工艺涉及单体EDOT与PSS及水的充分混合，随后引入氧化剂和催化剂进行聚合反应。此聚合过程需遵循特定的聚合方法，主要包括本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合和乳液聚合四种类型。PEDOT的合成依据具体工艺的不同，其状态在溶液、悬浮、乳液三种聚合方法间有所转变，但界限较为模糊。溶液聚合指单体与引发剂溶解于适宜溶剂中，如以水为溶剂则称为水溶液聚合；悬浮聚合则是单体小液滴在水中悬浮；乳液聚合则是通过添加乳化剂使单体在水中分散成乳液状态。

湖南纳昇电子科技有限公司(HUNAN NANOUP ELECTRONICS TECHNOLOGY CO., LTD)成立于2017年，坐落于长沙市湘江新区（岳麓区）桐梓坡西路，致力于PEDOT:PSS材料的国产化、量产化，并设立研发中心（长沙）和生产基地（益阳）。在实验研究过程中发现，EDOT在水中的溶解度极低，约为1.0%，经分散盘搅拌剪切后形成小液滴悬浮于水相中，符合悬浮聚合的特征。然而，在高速剪切、均质处理及PSS存在下，体系表现出与乳液聚合相似的特性，有时还需加入乳化剂。在悬浮聚合过程中，小液滴转化为聚合物时，为防止粒子粘连，常添加分散剂以在粒子表面形成保护层。当分散剂效果显著时，轻微搅拌即可将单体分散成亚微米级微液滴，此过程亦被称为细乳液聚合。

乳液聚合的基本机制是乳化剂在水相中形成胶束，自由基进入胶束内聚合形成胶粒，并继续聚合至链终止。增加胶粒数量可提高聚合速率和聚合度。为获得高导电率的PEDOT，需提升其聚合度。在乳液聚合中，由于隔离和包埋作用，胶粒内自由基寿命延长，从而延长链增长时间，提高分子量，最终表现为优异的导电性。

在实际生产中，仅依赖分散盘的搅拌剪切难以提供足够的表面能以实现理想的乳化效果，进而影响聚合效果及导电性能。此外，氧化剂作为引发剂的添加速率也影响自由基的生成速率，进而对聚合效果产生影响。因此，在PEDOT合成工艺中，对乳化液状态的精准控制是确保良好聚合效果和导电性能的关键因素。