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1、论文题目:发光高分子材料的应用与发展答辩人:指导老师:专业:高分子材料与工程班级:发光高分子材料的分类按发光原理分类1.光致发光材料1.1高分子骨架上连接了芳香稠环结构的荧光材料。例如:芘的衍生物按发光原理分类1光致发光材料1.2共轭结构的分子内电荷转移化合物1.2.1两个苯环之间以C=C键相连的共轭结构的衍生物按发光原理分类1光致发光材料1.2共轭结构的分子内电荷转移化合物1.2.2香豆素衍生物按发光原理分类1光致发光材料1.2高分子金属配合物发光材料例如:8一羟基喹啉与Al、Be、Ga、In、Sc、Yb、Zn
2、、Zr等金属离子形成发光配合物。按发光原理分类2.光致发光材料2.1芴类电致发光材料按发光原理分类2.光致发光材料2.1香豆素类有机电致发光材料按发光原理分类2.光致发光材料2.1聚对苯乙炔-噻吩共轭聚合物电致发光材料按发光原理分类2.光致发光材料2.1聚对苯撑乙烯(PPV)类电致发光材料发光高分子材料的结构与制备1高分子骨架上连接了芳香稠环结构的荧光材料,应稠环芳烃具有较大的共轭体系和平面刚性结构,从而具有较高的荧光量子效率。其中广泛应用的是芘的衍生物,如图荧光物质而分为三类光致发光高分子2共轭结构的分子内电
3、荷转移化合物(1)两个苯环之间以-C=C-相连的共轭结构的衍生物如图吸收光能激发至激发态时,分子内原有的电荷密度分布发生了变化。这类化合物是荧光增白剂中用量最大的荧光材料,常被用于太阳能收集和染料着色。(2)香豆素衍生物在香豆素母体上引入胺基类取代基可调节荧光的颜色,它们可发射出蓝绿岛红色的荧光,已用作有机电致发光材料。但是,香豆素类衍生物往往只在溶液中有高的量子效率,而在固态容易发生荧光猝灭,故常以混合掺杂形式使用。(3)吡唑啉衍生物它们均可在吸收光后分子被激发、进而引起分子内的电荷转移而发射出不同颜色的荧光,
4、均有较高的荧光效率。3高分子金属配合物发光材料,许多配体分子在自由状态下并不发光,但与金属离子形成配合物后却能转变成强的发光物质8—羟基喹啉与Al、Be、Ga、In、Sc、Yb、Zn、Zr等金属离子形成发光配合物电致发光高分子1芴类电致发光材料聚芴1(如图)是一种具有刚性平面联苯结构的化合物,可以通过苯环上有限的几个反应点,特别是9位碳,得到一系列衍生物。因此,聚芴也已成为一种非常重要并被许多学者认为最有很有应用前景的一类材料。2香豆素类有机电致发光材料香豆素化合物具有优异的光学特性,是很好的荧光材料、激光染料和
5、非线性光学材料,并在分子器件方面具有独特的性能反应路线可以简单的表达为:聚合方法以42N,N2二乙基氨基水杨醛、氰乙酸乙酯、22氨基242氯苯酚一步法合成香豆素有机电致发光材料发光体,具有原料易得,操作简单等优点,工业化可行性强。较佳的工艺条件为:氰乙酸乙酯、42N,N2二乙基氨基水杨醛、22氨基242氯2苯酚、苯甲酸(催化剂)的摩尔比为1∶1∶1∶0.5,以正丁醇为溶剂,反应温度115℃,反应时间6~8h,产物收率可达到65%。3聚对苯乙炔-噻吩共轭聚合物电致发光材料聚对苯乙炔(PPE)具有相似于PPV的结构,
6、在溶液中显示很高的荧光效率,有望作为发光材料.聚对苯乙炔主链引入噻吩基团,不仅改善了溶解性,而且提高了分子量,以期获得性能更好的电致发光材料。单体的合成路线聚合物的合成发光高分子聚合物实验发现,用多种高聚物材料[如PPV(聚对苯基乙烯)]构成薄膜或调制型薄膜,再在其两边加上不同的金属材料所组成的阳极和阴极,就可制成性能良好的发光二极管(LED)材料的优点:这种材料的发光频率处于可见光范围之内,而且颜色可以进行调整.它们价格便宜、重量轻、厚度薄,具有良好的力学性能,可以制成大面积的发光二极管电子结构的基本特点从电子
7、能带结构来看,发光高聚物材料是一种有机半导体,其导带和价带之间有一定的能隙.在正常情况下,导带和价带中都没有载流子,因此是不导电的.我们可以选用一种功函数较低的金属,贴在高聚物薄膜的一边,作为阴极,再选用一种功函数较高的金属,贴在高聚物薄膜的另一边,作为阳极.如果能使得阴极金属中电子费米能级的位置接近于高聚物的导带底部的位置,而阳极金属中电子费米能级的位置接近于高聚物的价带顶部的位置,那么在阳极和阴极之间加上一定的偏置电压后,就会从阴极向其导带注入电子,而从阳极向价带注入空穴.这些进入PPV薄膜内部的电子和空穴,
8、在一定的条件下会发生复合而湮灭(也就是电子从导带跃迁到空穴所对应的价带空能级上),其多余的能量就作为光子而辐射出来,从而形成电致发光.这样,电子和空穴注入时的输运过程以及电子-空穴对在高聚物内部存在时的形态,就成为了解其发光机制的关键问题.产生的问题:一方面,从分子结构的角度来看,现在所采用的发光高聚物材料大多是由链状的有机大分子组成,因此具有典型的准一维的特征;另一方面