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Optimierungen 2:

 

Die Erzeugung der Polypyrrolschicht:

Nun kommt der komplizierteste Schritt. Die chemische Polymerisation von Pyrrol zu Polypyrrol. Polypyrrol entsteht relativ leicht, jedoch meist nicht mit der gewünschten Leitfähigkeit. In den ersten Seiten wurde eine Einkomponentenlösung beschrieben, diese funktioniert zwar recht zuverlässig, jedoch hat sie einen Haken, es entstehen dabei kleine Polypyrrolfäden welche die Löcher verstopfen und Luftblasen halten. Das hier beschriebene 2-Komponenten Verfahren ist noch im Experimentalstadium, funktioniert aber bisher auch recht zuverlässig. Leitfähiges Polypyrrol entsteht nur bei einer ganz bestimmten Konzentration von Pyrrol in der Monomerlösung. Hier mal ein Beispiel:

10% Pyrrol 90% Isopropanol -> sehr hochohmig >1MOhm
12% Pyrrol 88% Isopropanol -> 100kOhm
15% Pyrrol 85% Isopropanol ->1kOhm
20% Pyrrol 80% Isopropanol -> 200kOhm

Die Optimale Konzentration der Monomerlösung liegt somit im Bereich von 15% Pyrrol. Als 2. Komponente dient Schwefelsäure mit Zusätzen. Ich habe hier mal die bisherigen Versuchsergebnisse, es heißt nicht, dass dies das Optimum ist, weitere Versuche sind in Planung, wer Ideen hat kann sie gerne einbringen. Hier die Versuchsreihen:
Monomerlösung 0,75ml Pyrrol 5ml Isopropanol, Leiterkarte mit einem 2mm Loch 1,5mm stark. Zuerst kurz in der Monomerlösung getaucht dann in die Säure

1.) 6% H2SO4 -> 100kOhm
2.) 6% H2SO4 mit etwas Tween 20 -> 75kOhm
3.) 6% H2SO4 mit etwas Toluolsulfonsäure ->7KOhm
4.) 6% H2SO4 mit etwas Toluolsulfonsäure und Tween 20 ->6kOhm
5.) 25% H2SO4 -> 4kOhm
6.) 25% H2SO4 mit etwas Toluolsulfonsäure 2kOhm
7.) 25% H2SO4 mit Toluolsulfonsäure und Tween 20 1kOhm

die Ergebnisse streuen jeweils um 1 paar kOhm so dass die Versuche 5,6,7 nur als Anhalt dienen sollen. Prinzipiell ist somit 25% H2SO4 geeignet niederohmiges Polypyrrol ( ppy )zu erzeugen. Der Einfluss der Toluolsulfonsäure ist noch nicht geklärt und es ist somit noch nicht sicher ob es überhaupt etwas bewirkt. Tween 20 stört zumindest nicht und hilft bei der Benetzung, es sieht sogar so aus als ob es einen leichten positiven Effekt hat., aber auch dies ist noch zu klären. Es gibt aber Hinweise, dass ein anderes anionisches Tensid positive Effekte auf die Polymerisation hat, aber dies muss ich noch untersuchen.
Es wird nur eine ganz geringe Menge an Monomerlösung benötigt, wenn die Platine in einer flachen Schale gerade mit der Lösung bedeckt wird (ca 20ml reichen aus) Die Monomerlösung ist leider nicht stabil, aber zumindest ein paar Tage bleibt sie verwendungsfähig.


 

Monomerlsg:
1,5ml Pyrrol
10ml Isopropanol
10ml Dest. H20

Polymerisationslösung:
1l 25% Schwefelsäure
1-2 Tropfen Tween 20
 


 

Achtung die Chemikalien sind giftig ,ätzend und reizen die Atemwege, entsprechende Schutzmaßnahmen sind vorzusehen und die Sicherheitsdatenblätter sind zu beachten!

Keine Haftung für gesundheitliche Schäden!



Polypyrrol beschichtetes Bohrloch
 


 



Hier hat sich Polypyrrol auf dem Kupfer abgeschieden, d.h. auf dem Kupfer war eine nicht leitende Braunsteinschicht, ( es wurde mit zu geringem H2SO4 Gehalt manganisiert !!! Dieses Loch leitet nicht!