基于聚噻吩/聚己内酯共混物的有机薄膜晶体管

选择聚3-己基噻吩(P3HT)/聚己内酯(PCL)双晶共混体系制备了不同配比的共混物有机薄膜晶体管。电学性能研究发现,随着共混物中P3HT含量降低,薄膜晶体管的场效应迁移率、开关电流比和阈值电压等性能缓慢降低。当P3HT质量分数为40%时,共混物薄膜仍具有较好的场效应性能,迁移率为0.008 cm²·V^-1·s^-1,开关电流比为5×10³,阈值电压为45.5 V。原子力显微镜测试结果表明:共混物成膜时发生明显的垂直相分离,在界面处形成连续的半导体层,有利于载流子传输。     

SMMA/SMA共聚物共混物的自由体积的热动态特性与相分离行为的PALS研究

基于自由体积理论，利用正电子湮灭寿命谱仪(PALS)分别研究在不同升温速率条件下，聚苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物(SMMA)和聚苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA)混合物(30/70)的自由体积参数的温度依赖性，探索相容共混物相行为的热动态特性.在PALS实验中，在玻璃化转变温度T_g以上，当结构松弛的弛豫时间与等温停留时间相当，发现在某一段温度范围内，共混物的自由体积参数随着温度的变化明显地偏离线性关系.从自由体积孔的浓度I₃值在该段的变化趋势，初步推断共混物在该温 关键词： 正电子湮没 正电子素 聚合物共混物 相分离     

阴极缓冲层对于不同惰性气氛气压退火处理的 P3HT∶PCBM光伏性能的影响

制备了基于聚(3-己基噻吩)(P3HT)与可溶性富勒烯衍生物(PCBM)共混体系的太阳能电池。通过改变活性层退火处理时惰性气氛环境的压强,在一定程度上实现对共混物相分离以及聚合物结晶度的控制,研究了LiF作为阴极缓冲层对不同压强下退火处理的器件性能的影响。实验发现,LiF层的关键作用在于稳定开路电压以及提升短路电流,从而带动转化效率整体提升。结果表明,LiF层可以改善器件活性层与金属电极接触的界面形态,而器件的最终性能则由活性层的微观形貌与电极界面形态共同决定。     

PET与SAN/PAN复合膜界面的 FTIR-ATR研究

应用傅里叶衰减全反射红外光谱(FTIR-ATR)技术对聚对苯二甲酸乙二酯(PET)表面形成不同厚度的超薄苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)和聚丙烯腈(PAN)的共混物膜及其SAN/PAN共混物膜的厚度、界面层PET亚甲基的构像变化等进行研究,结果表明PET表面共混物膜的厚度随共混物混合液中SAN含量的增加而增加,界面层成膜物质与基材的分子链段间发生了相互渗透和扩散,分子链的极性越相近,越容易成膜.对PET红外光谱吸收峰的A1340/A1410进行定量研究表明,在成膜过程中,PET分子链的亚甲基构像由反式向旁式转变,引起界面层PET的结晶度降低.FTIR-ATR是分析复合膜界面层结构信息的有效方法.     

氰化给体中分子间相互作用促进的全小分子光伏混合物的超快电子转移

氰基取代被认为是优化全小分子有机太阳能电池性能的可行方法. 然而,氰基取代对太阳能电池中电荷产生动力学的影响仍未得到探索. 本文光谱研究表明,在全小分子太阳能电池中,氰化给体中增强的分子间电荷转移相互作用会显著促进共混物中的电子转移. 实验发现,在氰基取代给体中,分子间相互作用引起的离域激发,在混合物中会进行超快电子转移. 相比之下,在没有氰基取代的给体中剩余的局域激发态,并没有积极参与电荷分离. 此发现很好地解释了为何氰化取代给体的共混物器件的性能会得到提升,表明可以通过调控分子间相互作用、来优化全小分子器件性能.     

氰化给体中分子间相互作用促进的全小分子光伏混合物的超快电子转移（英文）

氰基取代被认为是优化全小分子有机太阳能电池性能的可行方法.然而,氰基取代对太阳能电池中电荷产生动力学的影响仍未得到探索.本文光谱研究表明,在全小分子太阳能电池中,氰化给体中增强的分子间电荷转移相互作用会显著促进共混物中的电子转移.实验发现,在氰基取代给体中,分子间相互作用引起的离域激发,在混合物中会进行超快电子转移.相比之下,在没有氰基取代的给体中剩余的局域激发态,并没有积极参与电荷分离.此发现很好地解释了为何氰化取代给体的共混物器件的性能会得到提升,表明可以通过调控分子间相互作用、来优化全小分子器件性能.     

惯性约束聚变实验用玻璃微球堵口特种胶研究

 通过对不同固化和热处理过程后的胶粘剂的剪切强度、表面形貌特征、热性能的研究,分析了增韧剂和偶联剂对环氧有机硅胶粘剂性能的影响。研究表明：随着增韧剂含量的增加,胶粘剂热分解温度下降;增韧剂质量分数为25%时,有机硅与环氧树脂相容性较好,制备的胶粘剂综合性能较好;硅烷偶联剂能改善胶层与金属界面的胶接强度,提高环氧有机硅胶粘剂的拉伸剪切强度。显微组织观察分析表明,环氧有机硅胶粘剂中环氧树脂分子链与有机硅高分子链处于一定微相分离状态。     

聚对苯二甲酸丁二醇酯/聚(对苯二甲酸丁二醇酯-e-己内酯)二元结晶共混体系的相容性和结晶行为

聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)/聚(对苯二甲酸丁二醇酯-e-己内酯)(PBT-PCl)是一个新制备的具有分子间排斥相互作用的A/AxB1?x型两元结晶共混体系. 根据两元平均场模型,报道对苯二甲酸丁二醇酯(BT)与"-己内酯(CL)结构单元的相互作用参数为0.305. DSC研究发现,此共混物呈现了与典型的共聚物/均聚物共混物不同的结晶特征. PBT-PCL影响PBT链的活动力和晶片堆积;同时PBT-PCL的结晶受到先期结晶的PBT晶粒的阻滞. 尽管拥有相同的BT单元,共混的两组分在组成变化范围内仍没有形     

金属钴树状高分子与DNA相互作用的光谱法研究

通过氯化钴、乙二醛和第五代树状高分子反应合成了金属钴树状高分子配合物。并以亚甲基蓝为荧光探针,通过紫外-可见光谱、荧光光谱和同步荧光方法研究了金属钴树状高分子配合物与鲱鱼精DNA(hsDNA)的相互作用。结果显示,此配合物与hsDNA作用时,其紫外吸收产生明显增色效应,荧光强度增强。NaCl不同程度抑制金属钴树状高分子与hsDNA的结合。配合物也以竞争方式抑制亚甲基蓝与hsDNA作用,而亚甲基蓝可以插入金属钴树状高分子配合物的内部。这些结果证明,配合物主要通过与hsDNA链上带负电荷的磷酸基静电相吸形式结合而堆积在双螺旋hsDNA分子表面,减弱了结合位点附近亚甲基蓝分子与hsDNA的静电作用,而钠离子中和了hsDNA上磷酸基团上的负电荷,削弱了该配合物与hsDNA的静电结合。     

粒子等离子共振对有机半导体共混体系中激发复合体荧光发射的作用

研究了具有局域等离子共振特性的金纳米岛状结构阵列对高分子材料共混体系中激发复合体荧光发射特性的影响.实验结果表明,当粒子等离子共振发生在激发复合体荧光光谱区时,其荧光发射的强度得到了显著增强,且荧光寿命也得以延长.可以认为,粒子等离子共振诱发的局域场增加了激子的扩散距离,利于在相分离界面处激发复合体的形成. 关键词： 金纳米岛状结构 粒子等离子共振局域场增强效应 聚合物共混体系 激发复合体     

先进固体NMR技术研究高分子结构与动力学

随着固体NMR理论和谱仪硬件技术的不断发展,近年来固体NMR技术在高分子多尺度结构与动力学研究领域中正发挥着越来越重要的作用. 多脉冲及高速魔角旋转（MAS）等质子高分辨技术的发展使得高灵敏度的¹H谱可有效地用于高分子化学结构与链间相互作用的检测;基于化学键（J-耦合）相关和通过空间（偶极耦合）相互作用的各种二维异核相关谱NMR新技术,使得复杂高分子的链结构得以严格解析. 基于MAS下同核和异核偶极-偶极相互作用、化学位移各向异性等各向异性相互作用重聚的系列新技术,使得研究者可在采用高分辨¹H或¹³C 检测信号的同时检测准静态下的各向异性相互作用,进而获得与之密切相关的结构和动力学信息. 通过质子偶极滤波技术可有效检测多相聚合物中的界面相与相区尺寸、高分子共混物中的相容性等问题. 在动力学的研究中,通过质子间自旋扩散的有效压制技术和化学位移各向异性的重聚,目前已经可以有效地获取链段上单个化学键的快速局域运动以及链段的超慢分子运动. 上述丰富的多尺度NMR技术可以使研究者在不同空间和时间尺度上对高分子聚合物的微观结构、相分离和动力学行为等进行详细的研究,进而阐明高分子微观结构与宏观性能的关联. 该文以固体NMR中最主要的2类核（¹H和¹³C）的检测技术为主线,简单介绍近年来固体NMR领域的一些最新研究进展及其在高分子结构和动力学研究中的应用.     

液晶聚合物/柔性链聚合物共混体系相分离形态

利用元胞动力学方法在二维情况下对浓度、取向序参量的含时Ginzberg Landau方程进行数值求解 ,研究了液晶聚合物 /柔性链聚合物共混体系的相分离动力学 ,考察了浓度、取向有序过程的耦合对相分离形态的影响 .结果表明 ,此耦合作用对相分离的时间进程以及相分离图样的空间排布都有影响 .液晶聚合物的取向有序相当于增加了两组分间的不相容性而促进两相分离 ;两个序参量在热力学方面的耦合使液晶聚合物趋向于沿着界面方向取向 ,而动力学方面的耦合使液晶聚合物分子沿着其取向方向扩散 ,相分离图样的空间排布由这两种效应共同决定 .通过极化率张量的定义用数值方法模拟得到了相分离体系的小角光散射图样 ,结果表明 ,散射强度分布具有方位角依赖性 ,它是由浓度、取向序参量的空间变化共同决定的 .     

二元共混聚合物的热诱导周期性相分离

采用 Cahn-Hilliard-Cook 理论模拟了二元共混聚合物体系的诱导周期性相分离.模拟结果显示,共混体系呈现二尺度相分离结构中,小尺度相区周期性的产生并消失,而大尺度相区逐渐增长.通过结因子的演化,讨论了二尺度相分离结构的形成机理,并且考察了相互用参数的震荡幅度与体系特征尺度的关系.     

VDF/TrFE共混物晶区相容性的热释电流研究

采用热释电流 (TSDC)技术 ,结合差热分析和X射线衍射方法 ,对由共聚物VDF(5 6) /TrFE(4 4)和VDF(77) /TrFE(2 3 )共混形成的不同摩尔比的VDF/TrFE共混物进行了研究 .发现共混物显示二个居里转变温度 ,其结晶区域由二个共聚物组分的晶区构成 ,体现出共混物中二共聚物组分的晶区是不相容的 .不同极化温度的热处理共混物的TSDC结果还证明 ,空间电荷对剩余极化有一定的稳定作用 .     

聚酯/无机杂化分子间键合作用及微结构相关性的光谱研究

采用FTIR,UV-Vis,WAXD和DSC手段,研究了分子间为非共价键化学结合的PCL／SiO2高分子-无机杂化透明材料组分间的键合型式;分子间特殊氢键相互作用行为与结晶性聚合物在杂化材料中的微结构相关性。结果表明,杂化体系中PCL高分子与SiO2无机组分间的键合,主要是依赖于杂化体系中较强的分子间氢键相互作用,其作用强度随无机相TEOS含量而变化。体系中氢键相互作用增加使PCL结晶高分子的相对结晶度下降,杂化材料的光学透明性提高。同时对体系中高分子-无机组分的微相分离尺度产生影响。     

稀土发光配合物和高分子PVK之间的能量传递及其在高分子中的分散状态研究

我们使用乙酰水杨酸（aspirin)作为第一配体、邻菲罗琳（phen)为第二配体,在乙醇溶液中合成了稀土发光配合物。元素分析和红外光谱证明它的分子组成的TbC27N2O12H28、分子式就为Tb(aspirin)3phen。光致发光研究表明导电高分子（PVK）和稀土配合物之间存在Foerster能量传递现象。这种能量传递的一个必要条件应该是稀土配合物的激发谱和高分子PVK的发射谱有重叠。稀土配合物掺杂高分子PVK的透射电镜照片表明稀土配合物在高分子PVK中分散比较均匀,分散尺度在20-30nm之间。同时,我们发现高分子PVK和稀土配合物混合后不能均匀分散,这可能是影响电致发光器件寿命的一个因素。     

PVPh/PEO共混物动力学演化过程的NMR研究

聚合物共混物中链段的慢取向运动与其玻璃化转变行为和宏观力学性质密切关联,而基于化学位移各向异性重聚的~(13)C CODEX(centerband-only detection of exchange)固体核磁共振(SSNMR)技术能够有效表征共混物中链段的慢取向运动.该文利用~(13)C CODEX NMR技术详细研究了相容性聚合物共混物聚乙烯基苯酚/聚氧乙烯(PVPh/PEO)中的刚性组分PVPh在较宽温度范围内的慢取向运动特性与玻璃化转变过程的关联.研究表明,在玻璃化转变起始温度以下,PVPh主链的分子运动被冻结,而侧基存在b-松弛的慢取向运动;在玻璃化转变起始温度附近,PVPh主链具有明显的慢取向运动,而且主链和侧基是一种协同的分子运动.该文利用NMR技术揭示了共混物中的玻璃化转变起止温度分别对应于高分子主链慢取向运动CODEX信号的开始和极大值处的温度.     

退火温度对高分子薄膜中掺杂小分子的结晶和光谱学响应特性的影响

研究了小分子材料苝(EPPTC)在高分子材料聚芴衍生物(F8BT)薄膜中的结晶特性随温度的变化规律,以及由此引起的两种材料构成的异质结中激发复合体荧光发射特性的变化。实验结果表明,退火温度的升高会加强小分子与高分子材料在固体薄膜中的相分离。而小分子相在析出过程中,会在分子间作用力诱导下发生π—π团聚而结晶。晶体的尺度在达到小分子材料相变温度之前基本上随温度升高而增大。这一过程将破坏异质结结构,减小小分子与高分子间的接触面积,从而降低激发复合体的形成及其荧光发射强度。同时,由高分子向小分子发生的能量转移过程被显著减弱,而小分子晶相的荧光发射成分提高。这对于调控有机半导体异质结结构,进而改善光伏器件性能具有重要意义。     

退火气压对于P3HT∶PCBM微观形貌及光伏性能的影响

通过精确设定不同的退火环境气压, 实现对P3HT(Poly(3-hexylthiophene -2,5-diyl)与PCBM(［6,6］-Phenyl C61 butyric acid methyl ester)体系中聚噻吩结晶度以及共混相分离程度的控制, 并在此基础上制备了结构为ITO/PEDOT∶PSS/P3HT∶PCBM/Al的正型光伏器件。在允许的压强设定范围内, 器件各项性能参数均随退火环境压强的增大表现出先升高后下降的变化规律, 并统一于气压设定为1 500 mTorr时获得最大值。从活性层的紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱中发现P3HT在510 nm吸收峰以及550和600 nm肩峰附近的吸收强度随退火气压升高而增大, 在气压为1 500 mTorr时达到最高, 吸收强度的提升源于聚合物分子π—π堆叠的增加。原子力显微镜(AFM)进一步分析结果表明, 高气压环境(>1 000 mTorr)能够促进P3HT∶PCBM共混组分在退火过程中形成较大程度的相分离, 而当环境压强合适时(1 500 mTorr)适度的相分离利于聚合物形成良好有序结晶, 从而能够提升活性层内部载流子传输能力, 保证较高的短路电流与填充因子, 制备的器件也因此表现出良好的光伏性能, 光电转化效率达到3.56%。     

基于振动光谱成像技术的聚合物共混体系研究进展

振动光谱可以提供分子的振动信息,对于聚合物分子链的构象和链间的相互作用非常敏感。分子振动光谱成像作为一种原位无损检测技术,广泛应用于聚合物共混体系结晶、相态分布、界面扩散等性质的研究。本文综述了拉曼(Raman)光谱和红外(IR)光谱成像技术以及其衍生的具有高空间分辨率的红外-原子力联用技术(IR-AFM)、拉曼-原子力联用技术(Raman-AFM)以及针尖增强拉曼光谱技术(TERS)在聚合物共混体系研究中的最新应用进展,以探索并扩展振动光谱成像技术在高分子领域中的应用。