聚3-(辛基噻吩)多晶型及其相变行为的研究

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-P30T)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P30T FormⅠ'晶型。这种新的晶型与经常温快速挥发处理得到的P3OT FormⅠ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处出现明显的品型特征峰(FormⅠ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FormⅠ'晶型向FormⅠ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FormⅡ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FormⅡ品型,而是与经快速挥发制得的薄膜一样,为FormⅠ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。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 聚噻吩及其衍生物概述

1.2.1 聚嚷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

1.2 选题的目的及意义

1.3 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 表征于段

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

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