新型导电高分子烷基取代聚噻吩及其共混改性

烷基取代聚噻吩（P3ATs），属新型导电高分子材料，可溶于普通有机溶剂，具有可熔融加工性，具有巨大的潜在应用价值。针对P3ATs的研究现状，本论文在P3ATs的结构与性能以及3ATs与低密度聚乙烯（LDPE）的共混改性方面做了大量的研究工作，对于P3ATs家族研究方向的拓展与深化是很有意义的。本论文选取八烷基取代聚噻吩（P3OT）、十二烷基取代聚噻吩（P3DDT）和十八烷基取代聚噻吩（P3ODT）作为研究体系。利用多种测试分析手段细致而系统地研究了烷基取代基团的不同对P3ATs的结构和性质的影响，探讨了随烷基侧链长度的不同，P3ATs的晶体结构、熔融结晶行为、热稳定性、谱学特性及掺杂后的电导特性的规律性变化。详细地解析了P3ATs的X射线衍射图谱，绘出了P3ATs的超分子结构模型和单胞结构模型。开展了P3ATs的固态掺杂实验，研究了氧化掺杂对P3ATs微结构的影响，同时发现了电导松弛行为以及升温过程中掺杂剂解离反应的存在。探讨了氧化聚合过程中不同催化剂用量对P3DDT的合成产物的结构和性质的影响，发现合适的催化剂用量将有助于提高骨架链上噻吩环的HT－HT连接方式的含量，从而可提高分子链的共轭长度。开辟了P3ATs结晶行为研究的新方向, 对P3ATs的等温结晶、非等温结晶以及外场诱导结晶行为展开了研究，发现热历史的不同将对P3ATs的重熔结晶行为以及随之形成的晶体结构的影响有所不同。为获得可控电导，改善机械性能，将P3DDT与LDPE以不同比例熔融共混，并对共混物进行了多种性质表征和性能测试。