含咔唑类聚合物合成及其光导性能研究

论文摘要

咔唑类聚合物具有良好的光电性能,在有机光电功能材料具有广阔的应用前景。咔唑类聚合物作为光电材料的研究已成为热点,如有机光折变材料和光电照相材料等。本论文研究了聚乙烯咔唑及甲基丙烯酸乙基咔唑酯与乙烯咔唑共聚物的合成工艺;研究了共聚反应的竟聚率、共聚物各组分含量;并对聚合物进行了表征和光导性能研究。以咔唑和1,2-二氯乙烷为原料,通过相转移反应,在反应温度60℃,常压条件下,合成氯乙基咔唑,产物脱去氯化氢得到乙烯咔唑;在氮气保护下,由乙烯咔唑聚合得到聚乙烯咔唑。简化了合成工艺,取得了较好的效果。通过红外光谱（FT-IR）、紫外光谱（UV-vis）、热重分析仪（TG）、X射线衍射仪（XRD）等方法对聚乙烯咔唑及其中间产物进行表征和性能测试。对甲基丙烯酸乙基咔唑酯与乙烯咔唑共聚反应进行研究,并对甲基丙烯酸乙基咔唑酯/乙烯咔唑共聚物进行结构表征和性能测试。采用紫外光谱和红外光谱分析产物的结构;采用元素分析方法分析了共聚物中各种组分的百分含量,计算了单体的竟聚率,结果表明甲基丙烯酸乙基咔唑酯和乙烯咔唑的竟聚率分别为0.637和0.11;采用DSC测试不同组分含量共聚物的玻璃化转变温度,结果表明随着甲基丙烯酸乙基咔唑酯的含量增加,共聚物的玻璃化转变温度有明显的降低;通过光电流测试方法,分析了不同组分甲基丙烯酸乙基咔唑酯/乙烯咔唑共聚物的光电导性能,结果表明随着甲基丙烯酸乙基咔唑酯含量的增加,共聚物的光点导性能有一定的下降。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 咔唑类聚合物研究进展
• 1.1.1 咔唑及其衍生物的发展
• 1.1.2 聚乙烯咔唑及其共聚物的发展
• 1.2 有机光电导材料
• 1.2.1 有机光电导材料的发展
• 1.2.2 电荷传输材料
• 1.2.3 有机聚合物光电导机理
• 1.2.4 光导材料的基本要求
• 1.3 课题的来源和意义
• 1.4 主要研究内容
• 第2章 实验部分
• 2.1 实验原材料及仪器设备
• 2.1.1 原材料及产地
• 2.1.2 仪器设备
• 2.2 聚乙烯咔唑的合成
• 2.2.1 氯乙基咔唑的合成
• 2.2.2 乙烯咔唑（NCZ）的合成
• 2.2.3 聚乙烯咔唑的合成
• 2.3 甲基丙烯酸乙基咔唑酯/乙烯咔唑共聚物的合成
• 2.3.1 氯乙基咔唑的合成
• 2.3.2 甲基丙烯酸乙基咔唑酯的合成
• 2.3.3 甲基丙烯酸乙基咔唑酯与乙烯咔唑共聚反应
• 2.4 样品的制备
• 2.4.1 基片玻璃的准备
• 2.4.2 溶液的配制
• 2.5 合成材料的结构表征和材料性能测试
• 2.5.1 红外测试（FT-IR）
• 2.5.2 紫外测试（UV-vis）
• 2.5.3 凝胶色谱测试（GPC）
• 2.5.4 XRD 测试
• 2.5.5 TG 测试
• 2.5.6 元素分析
• 2.5.7 DSC 测试
• 2.5.8 光导测试
• 2.5.9 熔点测试
• 2.6 本章小结
• 第3章 结果与讨论
• 3.1 影响氯乙基咔唑产率的因素
• 3.1.1 反应时间对氯乙基咔唑产率的影响
• 3.1.2 反应温度对氯乙基咔唑产率的影响
• 3.1.3 不同碱对氯乙基咔唑的影响
• 3.1.4 相转移剂对氯乙基咔唑产率的影响
• 3.2 影响乙烯咔唑产率的因素
• 3.2.1 反应时间对乙烯咔唑产率的影响
• 3.3 影响聚乙烯咔唑分子量的因素
• 3.3.1 保护气体对PVK 的影响
• 3.3.2 时间对聚乙烯咔唑分子量的影响
• 3.3.3 温度对聚乙烯咔唑分子量的影响
• 3.4 影响甲基丙烯酸乙基咔唑酯反应的因素
• 3.4.1 反应温度对甲基丙烯酸乙基咔唑酯产率的影响
• 3.4.2 反应时间对甲基丙烯酸乙基咔唑酯产率的影响
• 3.5 甲基丙烯酸乙基咔唑酯/乙烯咔唑共聚物竟聚率的计算
• 3.5.1 竟聚率的测定
• 3.5.2 样品的制备
• 3.5.3 CEM/NVC 竟聚率的计算
• 3.5.4 平均序列长度的计算
• 3.6 共聚物竟聚率的影响因素
• 3.6.1 反应温度对共聚物竟聚率的影响
• 3.7 共聚物组分的影响因素
• 3.7.1 反应物配比对共聚物组分的影响
• 3.7.2 反应时间对共聚物组分的影响
• 3.7.3 温度对共聚物组分的影响
• 3.8 共聚物分子量大小的影响因素
• 3.8.1 引发剂用量对共聚物分子量的影响
• 3.8.2 反应温度对共聚物分子量的影响
• 3.8.3 反应时间对共聚物分子量的影响
• 3.9 合成物结构表征和性能测试
• 3.9.1 氯乙基咔唑结构表征
• 3.9.2 乙烯咔唑结构表征
• 3.9.3 聚乙烯咔唑结构表征
• 3.9.4 甲基丙烯酸乙基烯咔唑结构表征
• 3.9.5 甲基丙烯酸咔唑酯/乙烯基咔唑共聚物结构表征
• 3.9.6 聚乙烯咔唑TG 结果分析
• 3.9.7 共聚物DSC 测试
• 3.9.8 光导测试
• 3.10 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢