原位探测全共轭嵌段共聚物的微结构演变

【作者】 杨华； 张吉东； 程贺；

【机构】 中国科学院高能物理研究所中国散裂中子源； 中科院长春应化所高分子物理与化学国家重点实验室；

【摘要】 凝聚态结构调控是光电器件中承上启下的关键步骤,既是决定器件性能的重要因素,又能给分子合成提供理论支持和反馈[1]。全共轭嵌段共聚物的结晶行为和微相分离特性直接决定了材料的性能,其分子排列调控和机理研究非常重要。我们利用了原位紫外-可见光谱(UV-Vis)、荧光光谱(PL)掠入射广角X射线衍射(GIWAXS)实时探测了全共轭嵌段共聚物poly(9,9-dioctylfluorene)-b-(3-hexylthiophene)(PFO-b-P3HT)薄膜中的相态转变以及微相分离形态结构[2,3]。PFO具有多晶相,包括α,α’,β,非晶相,向列相等,这些相态通过不同的处理过程会相互之间进行转变。而具体的转变过程则缺乏系统的理论研究,我们通过快速响应的UV-Vis和PL观察到poly(9,9-dioctylfiuorene)(PFO)在溶剂蒸汽退火过程中从α相态转变为β相态过程中存在一个中间态,由于这个中间态的基本性质与β相类似,我们认为它是β相的一个前驱相,将其命名为β’。并通过相态的性质推导出相态转变(α-β)的机理。在PFO相态转变的基础上,我们原位观察了全共轭嵌段共聚物poly(9,9-dioctylfiuorene)-b-(3-hexylthiophene)(PFO-b-P3HT)在热处理过程中几种相态的转变。PFO在P3HT的影响下,在不同的温度下分别出现了非晶相、α相、β相和液晶向列相。由于嵌段共聚物之间共价键的连接,PFO段的相态转变也将影响P3HT的分子链排布。更多还原