乳液聚合乙撑二氧噻吩及其溶解性的研究

论文摘要

通过选用不同的乳化剂,在不同的反应条件下乳液聚合聚乙撑二氧噻吩,并通过傅立叶转换红外光谱证明了产物的分子结构,扫描电子显微镜观测产物的微光形貌特征,四探针法测量产物的电导率,紫外-可见吸收光谱研究产物的电子结构以及产物的溶解率的测定等表征。研究结果表明通过阴离子乳化剂十二烷基苯磺酸乳液聚合得到的聚乙撑二氧噻吩的电导率以及溶解性能优良,并且分析表明这是由于十二烷基苯磺酸的诱导掺杂效应导致的,然而由于掺杂过程会破坏由乳化剂自组装形成的胶束导致通过十二烷基苯磺酸乳液聚合的聚乙撑二氧噻吩不具有特殊的微观形貌;通过阳离子乳化剂十六烷基三甲基溴化铵乳液聚合得到的聚乙撑二氧噻吩,在当十六烷基三甲基溴化铵的含量大于乙撑二氧噻吩的含量时能够得到微观形貌明显的紧密连接在一起的棒状结构,这是由于十六烷基三甲基溴化铵只起到了乳化作用而并没有参与掺杂过程造成的,并且随着温度的升高产物的微观形貌将转变成为粘连在一起的纳米棒并最终成为纳米颗粒,然而通过十六烷基三甲基溴化铵乳液聚合得到的聚乙撑二氧噻吩的溶解性和导电率都不如通过十二烷基苯磺酸乳液聚合得到的聚乙撑二氧噻吩。并且对聚乙撑二氧噻吩的溶解性的影响参数做了系统的分析,发现聚合温度对溶解性的影响能力最大,制备出具有优良可溶性的聚乙撑二氧噻吩的聚合条件为:氧化剂为过硫酸铵,氧化剂与单体的摩尔比选为4:1,十二烷基苯磺酸与单体的摩尔比选为4:1,聚合温度为0℃。实验所制得的聚乙撑二氧噻吩在N,N-二甲基甲酰胺中的溶解率最大达到91.1%,并且由于实验过程简单易行,有望成为光电子器件的空穴传输层而广泛使用。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 导电聚合物
• 1.1.1 导电高分子材料的种类及其导电机理
• 1.1.2 电子导电聚合物
• 1.1.3 聚乙撑二氧噻吩
• 1.1.4 导电聚合物发展方向
• 1.2 具有特殊微观结构导电聚合物的合成方法
• 1.2.1 模板法
• 1.2.2 无模板自组装法
• 1.3 导电高聚物的溶解性
• 1.3.1 结构修饰法
• 1.3.2 掺杂诱导
• 1.3.3 共聚反应
• 1.3.4 复合反应
• 1.4 课题的提出
• 第二章 十二烷基苯磺酸乳液聚合乙撑二氧噻吩的研究
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 实验原料和仪器
• 2.2.2 实验过程
• 2.2.3 性能测试与表征
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 实验过程记录
• 2.3.2 化学结构分析
• 2.3.3 微观结构分析
• 2.3.4 电导率测试
• 2.3.5 溶解性的测量
• 2.3.6 紫外-可见吸收光谱分析
• 2.4 本章小结
• 第三章 十六烷基三甲基溴化铵乳液聚合乙撑二氧噻吩的研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 实验原料和仪器
• 3.2.2 实验过程
• 3.2.3 性能测试与表征
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 实验过程记录
• 3.3.2 混合氧化剂氧化体系的机理研究
• 3.3.3 化学结构分析
• 3.3.4 微观结构分析
• 3.3.5 电导率测试
• 3.3.6 溶解性的测量
• 3.3.7 紫外-可见吸收光谱分析
• 3.3.8 温度对微观形貌的影响
• 3.4 本章小结
• 第四章 改善聚乙撑二氧噻吩溶解性的研究
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 实验原料和仪器
• 4.2.2 实验过程
• 4.2.3 性能测试与表征
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 影响PEDOT溶解性因素的讨论
• 4.3.2 化学结构分析
• 4.3.3 微观结构表征
• 4.3.4 紫外-可见吸收光谱分析
• 4.3.5 粘均分子量的测定
• 第五章 结论
• 参考文献
• 发表论文和科研情况说明
• 致谢