聚芴類共軛體系結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系研究.pdf

1、伴隨著分子器件和分子電子學(xué)所取得的突飛猛進(jìn)的發(fā)展，共軛高分子在材料領(lǐng)域的應(yīng)用已成為21世紀(jì)科學(xué)研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域之一。作為有機(jī)發(fā)光、分子整流器、傳感器和光電轉(zhuǎn)換的優(yōu)良材料，聚芴類發(fā)光高分子由于其獨(dú)特的分子結(jié)構(gòu)和優(yōu)良的性能，深受學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的重視從而被人們廣泛研究。本論文正是在這種背景下，進(jìn)一步研究了在分子主鏈上引入空間體積逐漸變化的取代基后聚芴類交替共聚物結(jié)構(gòu)和性能之間的關(guān)系。 首先，第一章簡(jiǎn)述了有機(jī)電致發(fā)光的基本概念和目前被廣泛

2、研究的光電高分子共軛材料，并綜述了聚烷基芴的結(jié)構(gòu)和性能，以及關(guān)于聚芴老化機(jī)理的幾種觀點(diǎn)。對(duì)本章內(nèi)容的理解有助于全面認(rèn)識(shí)聚芴類材料的發(fā)展前景和現(xiàn)狀，并為討論后續(xù)章節(jié)所涉及的工作奠定基礎(chǔ)。 第二章討論了支鏈化效應(yīng)對(duì)聚芴類交替共聚物性能的影響，包括光致發(fā)光性能、稀溶液中的溶劑化效應(yīng)、熱性能、電化學(xué)性能等。實(shí)驗(yàn)表明，取代基空間體積的變化并沒有引起紫外吸收峰和熒光發(fā)射峰的顯著紅移或藍(lán)移，卻明顯地改善了薄膜的光譜熱穩(wěn)定性。但取代基的引入使得

3、薄膜量子效率有所降低，而且龐大空間體積側(cè)基的引入使熱穩(wěn)定性有所下降，下降幅度甚至可達(dá)80℃。此外，本章在討論溶劑化效應(yīng)時(shí)，仔細(xì)考察了溶劑極性對(duì)聚合物體系熒光性能的影響，分析了分子鏈構(gòu)象和溶劑分子間的各種作用力。通過分析不同溶劑中共軛高分子的發(fā)光特性與其分子鏈構(gòu)象的依賴關(guān)系，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)了發(fā)光聚合物的光物理性能。電化學(xué)性能測(cè)試表明聚合物的氧化還原電勢(shì)分別位于-5.76～-5.82 eV以及-2.19～-2.27 eV范圍內(nèi)。 第三章

4、主要是基于密度泛函理論對(duì)聚合物體系進(jìn)行量子化學(xué)計(jì)算，包括基態(tài)幾何構(gòu)型、電子云分布、前線軌道能級(jí)。計(jì)算結(jié)果表明，共軛聚合物主鏈上取代基空間體積的變化并沒有導(dǎo)致基態(tài)幾何結(jié)構(gòu)的明顯變化，而且對(duì)前線軌道的電子云分布亦無明顯影響。另一方面，能級(jí)參數(shù)與重復(fù)單元n的倒數(shù)(1/n)存在較好的線性關(guān)系，這符合大多數(shù)共軛聚合物的特征。 在最后一章中，我們初步研究了兩種聚芴類衍生物材料共混后的結(jié)構(gòu)和性能，討論了不同比例下混合后的光致發(fā)光性能，并結(jié)合A