聚(3-烷基噻吩)及其复合物的结晶行为研究

摘要

本文选择聚（3-辛基噻吩）(P3OT)和聚（3-己基噻吩）(P3HT)为研究对象，综合运用红外光谱(IR)、紫外-可见光谱(UV-Vis)、原子力显微镜(AFM)、透射电子显微镜(TEM)以及广角X-Ray射线衍射(WAXD)等多种表征技术研究了聚(3-烷基噻吩)及其复合物的结晶行为。
　　第二章中原位考察了P3OT在165℃下熔融等温结晶过程中红外光谱的变化，归属了与不同链构象和链排列相关的红外峰，并通过等温结晶过程中无定型峰835cm-1的减小与结晶峰821 cm-1/1506cm-1的同步增长，得到分子链间的有序排列与主链构象的有序化同时发生的结论。此外，提出一种通过850-800 cm-1区域内的特征无定型峰和结晶峰的强度变化计算P3OT结晶度的简单有效的方法。借助这种方法，结合熔融等温结晶过程中的Avrami动力学方程的推导分析得知，与传统的线性高分子结晶过程不同，P3OT的主链结晶可分为两个明显的阶段。
　　第三章中通过自制的紫外测试附件原位跟踪了P3HT在不同温度和剪切力场下的溶液结晶过程，并对不同结晶条件下形成的纳米线进行了形貌和结构的表征。结果表明静态场下P3HT的聚集形式（H或J）随结晶温度变化。当结晶温度高于18℃时，P3HT分子链自组装成J聚集;当温度低于18℃时，分子链结晶生成H聚集。相对于通常的静态场结晶，旋转剪切场能够提高P3HT的结晶速率和结晶度，但是对聚集形式的影响不大。此外，P3HT的甲苯溶液等温结晶过程中首次发现了大面积的二维单晶结构，这种单晶呈现片晶的形貌而且可能是FormⅡ晶型。
　　第四章中研究了添加少量(0.1％-10％)结晶聚合物PLLA对P3HT纳米线结晶行为的影响，结果表明复合少量PLLA后，P3HT纳米线的聚集态形式并未发生改变，其晶型也仍为FormⅠ晶型。然而，PLLA的加入能够促进P3HT的主链结晶。

目录

摘要

第一章 绪论

1 引言

2 聚噻吩及其衍生物的概述

2．1 聚噻吩及其衍生物的结构

2．2 聚噻吩及其衍生物的合成

2．3 聚噻吩及其衍生物的性质及应用

3 聚(3-烷基噻吩)结晶行为的研究进展

3．1 聚(3-烷基噻吩)的晶体结构及多晶型

3．2 影响聚(3-烷基噻吩)的结晶行为的因素

3．3 聚(3-烷基噻吩)纳米线的简介

4 本课题研究的背景与意义

第二章 聚(3-辛基噻吩)薄膜等温结晶行为的原位红外光谱研究

1 引言

2 实验部分

2．1 主要原材料

2．2 样品准备

2．3 结构表征

2．4 数据处理

3 结果与讨论

3．1 聚(3-辛基噻吩)的峰归属及熔融红外光谱与结晶红外光谱对比

3．2 熔融温度与结晶温度的选择

4 本章小结

第三章 聚(3-己基噻吩)溶液结晶行为的研究

1 引言

2 实验部分

2．1 主要原材料

2．2 样品准备

2．3 结构表征

2．4 数据处理

3 结果与讨论

3．1 P3HT溶液等温结晶的静态原位紫外光谱研究

3．2 P3HT的J聚集溶液等温结晶的动态原位紫外光谱研究

3．3 P3HT的J聚集溶液等温结晶的形貌表征

4 本章小结

第四章 左旋聚乳酸对聚(3-己基噻吩)结晶行为的影响

1 引言

2 实验部分

2．1 主要原材料

2．2 样品准备

2．3 结构表征

3 结果与讨论

3．1 PLLA对P3HT晶型的影响

3．2 PLLA对P3HT聚集态的影响

3．3 PLLA对P3HT结晶和熔融过程的影响

3．4 PLLA对P3HT晶体形貌的影响

4 本章小结

第五章 结论

参考文献

致谢

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