聚3-（辛基噻吩）多晶型及其相变行为的研究

论文摘要

本文通过差热扫描量热法（DSC）、广角X-ray衍射（WAXD）和原位傅立叶变换红外光谱（FTIR）表征手段，研究了立构规整的聚3-（辛基噻吩）（rr-P3OT）在不同条件下的成膜情况及其相变行为。研究发现,采用低温溶剂退火法，通过控制溶剂挥发速率，在适当的退火温度下能够获得P3OT Form Ⅰ′晶型。这种新的晶型与经常温快速挥发处理得到的P3OT Form Ⅰ晶型相比较，具有更短的主链层间距离及更有序的侧链结构。而且其室温红外谱图显示在826cm-1处出现明显的晶型特征峰(Form Ⅰ晶型的特征峰出现在820cm-1处)。原位变温红外光谱的研究表明，对应于所制样品DSC曲线中在87℃附近出现的低温吸热峰，存在Form Ⅰ′晶型向Form Ⅰ晶型的有序至无序相变。针对不同溶剂对P3OT样品溶解性的差异，及溶剂自身的沸点及相对溶解度参数的特点，我们发现了采用不同方法制备出的P3OT薄膜存在明显的晶体结构差异。研究发现，采用干膜法，以氯仿作为溶剂，CS2作为蒸汽，对已形成的薄膜进行二次成膜处理，制备出了P3OT的Form Ⅱ晶型。而同样以氯仿作为溶剂，但采用氯仿作为蒸汽处理时，则不会出现P3OT的Form Ⅱ晶型，而是与经快速挥发制得的薄膜一样，为Form Ⅰ晶型。而且，通过对不同溶剂的比较，发现CS2是P3OT的良溶剂，对晶型的结构改变很大。与通常所做的从常温开始的变温红外相比，为了研究低温时，P3OT薄膜晶体结构的变化，我们对采用低温溶剂退火法制得的P3OT样品进行了低温变温红外的实验，发现低温下，随着温度的升高，P3OT样品的辛基侧链发生了构象上的变化，主要表现为峰位置的偏移，而对于主链及ππ间的相互作用则影响相对较小。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 聚噻吩及其衍生物概述
• 1.2.1 聚噻吩及其衍生物的结构
• 1.2.2 聚噻吩及其衍生物的合成方法
• 1.3 聚（3-烷基）噻吩多晶型的研究
• 1.3.1 晶型
• 1.3.2 结构模型
• 1.3.3 链折叠
• 1.3.4 薄膜的形态和结构
• 1.4 P3AT 的微结构调控
• 1.4.1 化学调控
• 1.4.2. 物理调控
• 1.5 选题的目的及意义
• 1.6 实验思路
• 第二章 溶剂退火温度对 P3OT 薄膜晶体结构和相变行为的影响
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 实验原料及样品制备过程
• 2.2.2 表征手段
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 溶剂退火温度和溶剂挥发速率对 P3OT 薄膜热行为的影响
• 2.3.2 用 FITR 和 WAXD 表征技术研究 P3OT 薄膜的晶体结构
• 2.3.3 用 FTIR 光谱表征技术研究 P3OT 薄膜低温相变行为的起源
• 2.4 本章小结
• 第三章 不同溶剂对 P3OT 薄膜结构的影响
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 实验原料及样品制备过程
• 3.2.2 表征手段
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 不同溶剂干膜蒸汽处理的研究
• 3.3.2 P3OT 样品 Form II 晶型的研究
• 3.4 本章结论
• 第四章 P3OT 低温红外光谱的热行为研究
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 实验原料及样品制备过程
• 4.2.2 表征手段
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 π-π堆集构象的结构变化
• 4.3.2 共轭主链构象的结构变化
• 4.3.3 辛基侧链构象的结构变化
• 4.4 本章小结
• 全文总结
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文目录