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聚苯撑乙烯撑(PPVs)类共轭聚合物具有较高的光电转换效率和优良的加工性能,可制备大面积平板柔性光电转换器件,引起了广泛关注。聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料由于高分子链部分或全部插入粘土的片层之间,形成纳米尺度分散的有机—无机杂化结构。研究共轭高分子在这种受限空间中的形态、分子运动和光电性质具有重要基础意义和应用前景。
通过动态和静态荧光光谱,结合固体13CNMR技术研究了层状硅酸盐片层的加入对聚合物聚集态和材料发光性能的影响。在系统实验的基础上,观测到了这种纳米尺度受限作用随有机粘土含量提高而增强的过程,认为MEH-PPV/粘土纳米复合物发光性能提高是高分子与纳米粘土相互作用的结果,复合物中高聚物链局部链段刚性增强,链间相互作用减少,发光体J-聚集含量增加,激子自猝灭的几率降低。
共轭高分子PPV/剥离型层状硅酸盐纳米复合物无论是材料结构的设计还是合成方法都是一个全新的课题。将聚合物单体在溶液中与纳米粘土插层复合,然后原位引发聚合,调节反应条件得到了剥离型有机-无机纳米复合物。该类材料显示了较高的电致发光性能和热稳定性,在相同条件下,用该纳米复合物制备的发光二极管启亮电压较纯聚合物降低了50%.可能的性能提高机理认为是复合物内部纳米范围的表面和界面,减少了共轭高分子链的聚集,有效的降低激发态的链间相互作用,因此减少了光发射的自猝灭。
通过共混的方法将共轭高分子MEH-PPV分散在惰性聚合物基质中,如聚苯乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯,研究了这些主体—客体复合体系中聚合物发光的光物理过程及发光效率的影响因素。固体13CNMR测定了各个碳原子自旋晶格弛豫时间(T1)随MEH-PPV含量变化趋势。综合运用荧光光谱、紫外—可见吸收光谱及固体NMR多种手段,将高分子链段分子运动同聚合物发光行为联系起来,为研究聚合物固体发光提供了一个新的思路。