聚對苯乙烯ppv的發(fā)展和應用研究

1、發(fā)表于《精細化工原料及中間體》2009年第12期摘要：聚對苯乙烯(PPV)是導電高分子材料研究熱點，優(yōu)越的性能使其具有廣泛的應用前景，本文綜述了PPV的合成方法及應用領域。關鍵詞：聚對苯乙烯(PPV)導電高分子合成方法應用StudyOnTheApplicationDevelopmentofPPVYanbingZhangyafengMiaocongbingAbstract:PPVisahotresearchtopicsinconducti

2、vePolymermaterialscience.ItsiexcellentperfmancesmakesPPVhavegoodapplicationprospects.ThispaperintroducesthesynthesisapplicationofPPV.Keywds:PPVConductivePolymermaterialSynthesisApplication一、引言塑料、橡膠等高分子材料是絕緣體，這是人們一般常識性問題，

3、但在1976年，白川英樹、Heeger和MacDiar研究發(fā)現(xiàn)聚乙炔經過攙雜后可從絕緣體變?yōu)殂~一樣的導體。導電高分子材料的出現(xiàn)，從此開創(chuàng)了高分子領域一個新的天地，他們三人也因此獲得了2000年諾貝爾化學獎。經過30多年的發(fā)展，導電高分子材料已經從實驗室逐漸走向實用。目前，研究和使用的導電高分子材料主要有聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯、聚對苯乙烯、聚噻吩等。導電高分子材料具有密度小﹑易加工﹑可成膜以及電導率可調節(jié)等特點。隨著研究的深入，導電高分子

4、材料已成為許多先進工業(yè)部門和尖端技術領域不可缺少的一類材料。聚對苯乙烯(PPV)首次由Kanbe從锍鹽單體制得，但聚合度和純度都很低，影響對它進一步研究[1]。1968年，Wessling發(fā)明的水溶性锍鹽前驅體法得到質量較好的產物[2]，使PPV的進一步研究成為可能。1990年劍橋大學Burroughes等人總結前人經驗，制備較高電導率的PPV，并發(fā)現(xiàn)其電致發(fā)光性能[3]。從此，對PPV的研究就日益廣泛和深入。二、PPV的合成方法由于最

5、初的PPV是不溶、不熔物，難于直接加工，因此開發(fā)易于加工的PPV材料成為熱點，科學家們研究了，對PPV分子的側鏈和主鏈進行修飾，得到可溶便于加工的PPV材料，并改善其光電性能。1、Wessling合成法Wessling用14二氯甲基苯和二甲硫醚合成水溶性锍鹽前驅體，再通過熱消除得到產物[2]。Lenz等用四氫噻吩代替二甲硫醚，使熱消除反應更加完全，得到聚合度更高、共軛長度更長的產物[4]。到PPV：R為烷基、烷氧基三、PPV的應用1、電

6、致發(fā)光器件1990年英國劍橋大學Burroughes等用PPV制作出發(fā)光二極管以來，制備的聚合物薄膜電致發(fā)光器件，得到了直流偏壓驅動小于14V的藍綠光輸出，其量子效率為0.05%[3]。PPV單層發(fā)光二極管可以得到綠色熒光，通過結構改性得到含有不同支鏈的PPV衍生物可以實現(xiàn)藍光和紅光發(fā)射，這對實現(xiàn)全彩色有機電子顯示有重要意義。由于PPV更容易進行結構修飾，加上PPV固有的優(yōu)良性質，近一些年來，PPV材料，成為光電領域研究應用最為廣泛，制

7、得器件發(fā)光效率最高的材料。世界眾多知名大公司投入巨資進行相關的研究，取得了相當?shù)倪M展。目前，部分PPV類聚合物在國外已實現(xiàn)商品化，國內也在此領域做了基礎性研究，但更多是跟蹤國外的研究進展。英國劍橋大學在自己的研究基礎上，成立了CambridgeDisplayTechnology公司，進行顯示屏PLED顯示屏方面的研究，并宣稱準備生產使用PLED顯示器的手提電腦。2、太陽能電池太陽能電池是光生伏打效應把光能轉化成電能的裝置，目前主要是硅系

8、太陽能電池為主，但受原料價格和提純工藝的限制，發(fā)電成本始終高高在上，制約了太陽能電池的發(fā)展。上世紀70年代開始，人們開始新型太陽能的研制，典型為有機太陽能和塑料太陽能電池。塑料太陽能電池由于其加工性、成膜性并可進行分子設計，是廉價、方便太陽能電池的發(fā)展方向。PPV類共軛聚合物不光在發(fā)光聚合物中應用廣泛，而且也是聚合物薄膜太陽能電池中最為常用的電子材料。Karg[12]等最早把PPV應用在光電池上，得到的ITOPPVMg和ITOPPVAl

9、光電池的開路電壓達1.2V，ITOPPVCa光電池的開路電壓1.7V。PPV作為光伏材料存在對太陽光利用率不高、載流子遷移率較低、穩(wěn)定性不高等缺陷，制約了其實際應用。為了提高光伏效率和材料穩(wěn)定性，對PPV進行改性或在分子的側鏈和主鏈進行修飾，如加入烷氧基、CN基、利用C60接枝等，提高激子的分離和載流子的傳輸，增加對太陽光利用率。3、可充電池（二次電池）在1979年，MacDiar等就首次研制成功聚乙炔的二次電池，并在當年的美國物理年會