聚對苯乙炔/芴-三苯胺聚合物納米纖維材料及制備方法
【專利說明】
[0001]技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種聚對苯乙炔/芴-三苯胺聚合物納米纖維材料。
[0002]【背景技術(shù)】:
目前商業(yè)化的光電探測器市場需要一種對遠距離、高分辨率、多功能性、高穩(wěn)定性、小體積、容易加工、重量輕和省電等性能的光電探測器材料，從而改善無機半導(dǎo)體材料的缺陷，而目前市場上缺乏此種材料。
[0003]
【發(fā)明內(nèi)容】
:
本發(fā)明的目的是合成具有雙硫鹽結(jié)構(gòu)的聚對苯乙炔和甲氧基取代基的芴-三芳胺聚合物，并借助高壓靜電紡絲技術(shù)利用該兩種半導(dǎo)體有機聚合物制備套管式結(jié)構(gòu)復(fù)合(制備)納米纖維材料。
[0004]上述的目的通過以下的技術(shù)方案實現(xiàn):
一種套管式結(jié)構(gòu)聚對苯乙炔/芴-三苯胺聚合物復(fù)合納米纖維材料，以獲得的可溶性含雙硫鹽結(jié)構(gòu)聚對苯乙炔前聚物為殼層，含甲氧基的芴-三苯胺聚合物為芯層，借助套管式注射器，利用高壓靜電紡絲技術(shù)制備套管式結(jié)構(gòu)聚對苯乙炔/芴-三苯胺聚合物復(fù)合納米纖維。
[0005]所述的套管式結(jié)構(gòu)聚對苯乙炔/芴-三苯胺聚合物復(fù)合納米纖維材料的制備方法，首先進行雙锍鹽單體的合成，繼續(xù)進行含雙锍鹽結(jié)構(gòu)的聚對苯乙炔前聚物的合成，然后進行含甲氧基的芴-三苯胺聚合物的制備，將獲得的含雙銃鹽結(jié)構(gòu)聚對苯乙炔前聚物溶解在乙醇中，芴-三苯胺聚合物溶解在溶劑中，借助套管式器件，利用微量注射泵控制溶液的流速，其中，含雙銃鹽結(jié)構(gòu)聚對苯乙炔前聚物的乙醇溶液作為外層，芴-三苯胺聚合物溶液作為核層；在20?30 °C條件下，利用高壓靜電紡絲技術(shù)，調(diào)節(jié)紡絲電壓范圍在18?28kV，發(fā)射電極和接收電極之間的距離為11?30 cm，即可在接收電極上獲得含雙銃鹽結(jié)構(gòu)聚對苯乙炔前聚物/芴-三苯胺聚合物復(fù)合納米纖維，將套管式結(jié)構(gòu)雙銃鹽聚對苯乙炔前聚物/芴-三苯胺聚合物復(fù)合納米纖維置于高真空、氮氣保護條件下，加熱至175~250 V’保持0.5-2 h，得到套管式結(jié)構(gòu)聚對苯乙炔/芴-三苯胺共聚物復(fù)合納米纖維。
[0006]有益效果:
1.本發(fā)明適用于寬譜帶響應(yīng)式新型有機聚合物光電探測器和傳感器件的研宄熱點，實現(xiàn)從紫外光譜到紅外光譜范圍的檢測能夠提高器件響應(yīng)度，保持較低的暗電流，這具有重要的科學(xué)意義和市場前景；中國有機聚合物材料領(lǐng)域發(fā)展的非?？?，已經(jīng)與發(fā)達國家處于相同水平，這為聚合物半導(dǎo)體探測器和傳感器件的開發(fā)奠定了雄厚的材料基礎(chǔ)；之后通過集成技術(shù)把單元器件集成化，從而進一步開發(fā)基于倍增型有機聚合物半導(dǎo)體光電探測器件的新產(chǎn)品和新的集成化技術(shù)，實現(xiàn)自主創(chuàng)新。
[0007]本發(fā)明聚對苯乙炔/芴-三苯胺聚合物復(fù)合納米纖維具有小體積、超薄、便攜、耗電量小、易于加工和靈敏度高的光譜響應(yīng)特點，套管式結(jié)構(gòu)聚對苯乙炔/芴-三苯胺聚合物復(fù)合納米纖維器件的厚度為350 nm?100 Mm，光譜響應(yīng)波長為250?700 nm，外量子效率不低于8.0XlO3 %，暗電流低于6.0 X KT7A.cm2，探測率高于5.0 X 111Cm.Ηζα 5.W—1;芴-三苯胺上的N原子在形成陽離子自由基時顯示出電正性，而甲氧基上的氧具有給電子性，因此可以提高N陽離子自由基的穩(wěn)定性，進而改善材料的光穩(wěn)定性；聚對苯乙炔與荷-三苯胺聚合物二者的復(fù)合提高了材料譜帶響應(yīng)寬度，改善了聚合物半導(dǎo)體探測器件的性能，可以作為光電探測器材料應(yīng)用在軍事、國防、公共和工業(yè)安全等多個方面。
[0008]【附圖說明】:
附圖1是本發(fā)明中聚對苯乙炔的紅外光譜圖。
[0009]附圖2是本發(fā)明中套管式結(jié)構(gòu)聚對苯乙炔/芴-三苯胺聚合物復(fù)合納米纖維材料的結(jié)構(gòu)圖。
[0010]附圖3是雙锍鹽單體的合成反應(yīng)圖。
[0011]附圖4是聚對苯乙炔前聚物的合成反應(yīng)圖。
[0012]【具體實施方式】:
實施例1:
一種套管式結(jié)構(gòu)聚對苯乙炔/芴-三苯胺聚合物復(fù)合納米纖維材料，其特征是:以獲得的可溶性含雙硫鹽結(jié)構(gòu)聚對苯乙炔前聚物為殼層，含甲氧基的芴-三苯胺聚合物為芯層，借助套管式注射器，利用高壓靜電紡絲技術(shù)制備套管式結(jié)構(gòu)聚對苯乙炔/芴-三苯胺聚合物復(fù)合納米纖維。
[0013]實施例2:
根據(jù)實施例1所述的套管式結(jié)構(gòu)聚對苯乙炔/芴-三苯胺聚合物復(fù)合納米纖維材料的制備方法，首先進行雙锍鹽單體的合成，繼續(xù)進行含雙锍鹽結(jié)構(gòu)的聚對苯乙炔前聚物的合成，然后進行含甲氧基的芴-三苯胺聚合物的制備，將獲得的含雙銃鹽結(jié)構(gòu)聚對苯乙炔前聚物溶解在乙醇中，芴-三苯胺聚合物溶解在溶劑中，借助套管式器件，利用微量注射泵控制溶液的流速，其中，含雙銃鹽結(jié)構(gòu)聚對苯乙炔前聚物的乙醇溶液作為外層，芴-三苯胺聚合物溶液作為核層；在20?30 °C條件下，利用高壓靜電紡絲技術(shù)，調(diào)節(jié)紡絲電壓范圍在18?28 kV，發(fā)射電極和接收電極之間的距離為11?30 cm,即可在接收電極上獲得含雙銃鹽結(jié)構(gòu)聚對苯乙炔前聚物/芴-三苯胺聚合物復(fù)合納米纖維，將套管式結(jié)構(gòu)雙銃鹽聚對苯乙炔前聚物/芴-三苯胺聚合物復(fù)合納米纖維置于高真空、氮氣保護條件下，加熱至175-250 °C，保持0.5~2 h，得到套管式結(jié)構(gòu)聚對苯乙炔/芴-三苯胺共聚物復(fù)合納米纖維。
[0014]實施例3:
根據(jù)實施例1或2所述的套管式結(jié)構(gòu)聚對苯乙炔/芴-三苯胺聚合物復(fù)合納米纖維材料的制備方法，雙锍鹽單體的合成需要將對氯芐、甲醇和四氫噻吩依次按照Ig:12~15mL: 1.5mL的比例加入到圓底燒瓶中，緩慢升溫至50~55°C，保持恒溫反應(yīng)8~10 h，冷卻至室溫，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除掉40~60%的甲醇溶劑，冷卻至室溫后，用冰丙酮進行反沉淀，即可得到白色半透明雙锍鹽單體，室溫干燥后，密封保存，備用。含雙锍鹽結(jié)構(gòu)的聚對苯乙炔前聚物的合成需要將雙锍鹽單體和甲醇依次按照Ig: 7~10mL的比例加入三頸瓶中，通高純氮氣(或氬氣)、攪拌，并用冰水冷卻13~15 min后，按照Ig雙锍鹽單體:7