化学修饰与溶剂加工对共轭聚合物机械性能的影响
发布时间：2021-03-11 13:24
有机高分子半导体材料相比于传统无机半导体材料最大的优势就是具有一定的天然柔韧性,然而这种天然的柔韧性很难满足作为柔性电子器件有源层的需要。目前的报道中提出了很多可以极大的提高聚合物柔韧性的改性策略,但是这些方法难以同时满足有源层的高载流子迁移率和良好机械柔韧性的要求。所以,实现聚合物半导体的良好电性能和延展性一直是具有挑战性的。本文中采用化学修饰和不同溶剂加工的方法,成功使聚合物半导体的机械性能和电学性能同时得到了提升。具体内容如下:（1）研究了一系列基于异靛蓝及其衍生物的共轭聚合物,分别对聚合物主链和侧链结构进行改变,以便更好地理解聚合物结构对其电学和机械性能的影响。结果表明,在供体上引入烷基侧链可以显著增强异靛蓝基聚合物的机械性能,然而,由于烷基侧链导致空间位阻的增加,使薄膜的电学性能大大降低。对于苯并二呋喃二酮（BIBDF）基聚合物（PBIBDF-BT）,将强吸电子单元BIBDF插入异靛蓝单元中,显著提高了电学性质,并且薄膜机械性能不会降低,PBIBDF-BT薄膜的裂纹起始应变为50%。此外,PBIBDF-BT薄膜表现出双极传输特性,在100%拉伸应变下电子和空穴迁移率均大于0....
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
长度尺度和微观结构对机械能的存储与耗散[53]
图 1.1 长度尺度和微观结构对机械能的存储与耗散[53]。Fig 1.1 Length scales and framework governing for storage or dissipation of mechanicalenergy[53].1.2.1 分子量分子量是用来提高商用聚合物机械性能的重要参数[55, 56]。分子量通过改变分子之间的缠结密度从而影响材料的机械性能，分子量增加其机械耐受性也会提高。关于分子量对聚-3 己基噻吩（P3HT）机械性能影响的研究最为透彻，通过对块状样品进行的拉力测试和在水面上进行伪自支撑薄膜拉伸测试的结果（图1.2）可以看出随着 P3HT 分子量的增加，其断裂伸长率也显著提高。
合肥工业大学硕士学位论文域规则合成（rr-P3ATs），其中单体都以相同的头对尾的方式连接，使得所有侧链指向同一方向[57]。极大地提高了 rr-P3ATs 的迁移率和光电转化效率。最近发表了一项研究表明（图 1.3），随着 P3HT 的区域规整性从 64%变为 98%其结晶度从0%到 48.4%的单调增加，空穴迁移率从 4.84 10-8cm2V-1s-1至 1.81 10-1cm2V-1s-1，但是其断裂伸长率从 5.3%降低至 0.6%，并且其弹性模量从 13MPa 增加至 287MPa[58]。规整度较高的 P3HT 薄膜结晶性也随之提高，结晶性的提升使薄膜变的更为脆性。
本文编号：3076532
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
长度尺度和微观结构对机械能的存储与耗散[53]
图 1.1 长度尺度和微观结构对机械能的存储与耗散[53]。Fig 1.1 Length scales and framework governing for storage or dissipation of mechanicalenergy[53].1.2.1 分子量分子量是用来提高商用聚合物机械性能的重要参数[55, 56]。分子量通过改变分子之间的缠结密度从而影响材料的机械性能，分子量增加其机械耐受性也会提高。关于分子量对聚-3 己基噻吩（P3HT）机械性能影响的研究最为透彻，通过对块状样品进行的拉力测试和在水面上进行伪自支撑薄膜拉伸测试的结果（图1.2）可以看出随着 P3HT 分子量的增加，其断裂伸长率也显著提高。
合肥工业大学硕士学位论文域规则合成（rr-P3ATs），其中单体都以相同的头对尾的方式连接，使得所有侧链指向同一方向[57]。极大地提高了 rr-P3ATs 的迁移率和光电转化效率。最近发表了一项研究表明（图 1.3），随着 P3HT 的区域规整性从 64%变为 98%其结晶度从0%到 48.4%的单调增加，空穴迁移率从 4.84 10-8cm2V-1s-1至 1.81 10-1cm2V-1s-1，但是其断裂伸长率从 5.3%降低至 0.6%，并且其弹性模量从 13MPa 增加至 287MPa[58]。规整度较高的 P3HT 薄膜结晶性也随之提高，结晶性的提升使薄膜变的更为脆性。
本文编号：3076532
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