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电致发光高分子材料的研究前沿与进展

电致发光高分子材料的研究前沿与进展
电致发光高分子材料的研究前沿与进展

电致发光高分子材料的研究前沿与进展

有机电致发光材料经过了几十年的发展,已经取得了长足进展。材料的亮度、稳定性以及发光效率都得到了很大的提高,一些基色材料已经达到或者接近商业化开发的程度,并已

经有一些小尺寸的器件投放到了市场。但是蓝光材料仍没有达到真正可商业化开发应用的地步,这在一定程度上成了制约有机柔性平板显示技术发展的瓶颈之一,归结起来这很大程度

上跟有机电致发光理论的不成熟有关。现行的有机电致发光理论很大程度还是借鉴经典无机半导体物理理论而发展起来的,对现有有机电致发光研究中不断涌现的一些问题,只能是就

事论事地进行经验解释,不能像经典半导体物理那样可以有很好的规律性理论来直接指导和规范具体研究,给人以“摸着石头过河”的感觉有机电致发光材料研究中的一些比较突出问题主要体现在以下方面。首先,对电极功函的准确测定,对电极功函与材料的LUMO 和HOMO 能级之间的匹配而形成的势垒在具体器件性能中所扮演角色的定位,以及一些共聚物材料的LUMO 和HOMO 能量的确定等问题目前还没有一个圆满解决方案。其次,由量子化学原理,有机半导体材料电致发光效率一般是光致发光效率的25 % ,但是已经有报道称有器件的电致发光效率可达到10 % ,而这样高的电致发光效率是现有很不完善的器件工艺所不可能达到的,这

也是对传统半导体理论的巨大挑战。就寡聚物而言,由于共轭长度有限的缘故,电子空穴对复合产生的激子由三线态激发态返回到基态的速度较快,所以该类材料的发光效率严格符合量子自旋规律。而对具有较长共轭长度的高分子材料而言,如果电子空穴对复合产生的激子由三线态激发态返回到基态的速度较慢,则三线态激发态可以有足够的时间通过系间窜跃而变成单线态激发态。后者如果以很快的速度返回基态,就可以实现对高分子材料发光效率的大幅度提高。虽然有人用热激发与计算机模拟计算的方法得到了高分子材料在光激发下产生的三线态与单线态之间的能隙大约在3 —6meV之间,并且发现该能隙跟高分子材料的凝聚态结

构有很大关系,但是真正意义上实现聚合物材料以100 %的量子效率发光目前还没有实现[48 ] 。最后,传统整流器是基于电压而设计的,而要真正实现机柔性大屏幕平板显示,开发基于电流

的整流器也必须提到研究日程上来,相信这方面的研究开发只是一个时间的问题,不久就会

有重大突破。就芴类有机电致发光材料而言,今后的研究重点仍集中在提高材料发光的饱和色纯度、色稳定性、发光效率、材料对载流子的传输能力以及降低材料驱动电压和延长器件寿命等方面;从方法而言,相信芴类材料结构所赋予的可修饰性与有机金属配合物、纳米技术和支化聚合物以及灵活多变的聚合技术等方法的完美结合,必将会催生出新的性能更佳的芴类有机电致发光材料。聚合物电致发光材料作为1种新兴的功能材料,在短短的10几年里已取得了许多令人瞩目的进展,这无疑将对传统的显示材料构成强有力的竞争和挑战。它不仅具有重要的理论价值,而且具有极为广阔的应用前景。目前聚合物薄膜电致发光器件发展十分迅速,该领域的进展已足以使人们对其未来的发展充满信心。聚合物电致发光材料具有众多的优越性能,因此发展迅速,但在实用化的道路上还面临许多问题。主要有:发光机理还未完全弄清楚;发光亮度、发光效率较低;器件的稳定性差、寿命短等。现在还不能用简便的合成方法获得结构确定、成膜质量好、厚度均匀的高纯度聚合物。因此,必须弄清发光机理,同时优化各项性能指标。在今后的工作中,科研工作者的努力应该不仅集中在合成稳定性好、具有良好电荷转移能力的耐久分子和聚合物材料上,还应继续开发新类型的聚合物电致发光材料。让它为人们的生产和生活增添新的色彩

有机荧光材料可以用作荧光增白剂、荧光染料、荧光颜料、荧光试剂、激光染料,可用于荧光分析、跟踪检测、交通标志、核技术中的闪烁体、太阳能转换技术中的荧光集光器等。在工业、农业、医学、国防等领域都有广泛应用。有机电致发光(EL)器件具有低压、直流驱

动、高效率以及容易实现全色大面积显示、成本低等特点。与液晶显示相比,后者不发光,需要背照明,因而视角很小;高分子发光材料自身发光.视角不受限制。利用高分子发光材料制成的电视、移动电话、摄像机的样品已经问世_2 。

有机发光材料涉及化学、物理、材料、电子学等众多学科的研究领域,由于具有多色性及更宽的材料选择范围而使其发展迅速,也使得材料与器件的联系更加密切。在应用方面,高分子聚合物虽然没有传统的小分子荧光材料应用广泛,但这一领域中新的发现已表明其潜在的应用价值及市场竞争力。例如,利用有机配体对紫外光的高吸收率及稀土的高发光效率,把稀土有机配合物分散到高分子薄膜中,研制出的荧光转换发光功能农用高分子材料已获得了农田增产达15 的效果 ]。所以,随着对有机发光材料发光机制、分子结构与发光性能定量关系理论的进一步完善,性能优良的材料将会不断出现,也将很快占领高科技市场并进入人们的生活。从稀土高分子配合物发光材料合成研究的进程来看,国外

的工作起步较早,20世纪80年代初就出现了较多的相关报道。进入90年代后,我国研究者的成果已走在世界前列,尤其是近期国内出现了将发光稀土高分子配合物应用于有机电致发光的报道,在国外文献中,尚未见到类似的工作。相信随着光致发光,特别是电致发光研究的不断深入,开发新型稀土高分子配合物发光材料,将成为国际上研究课题的一个热点。因此,作者认为今后我国有机高分子发光材料的主要研究将按以下2个基本方向进行。(1)寻找各种发色基团,将其引入共轭高聚物(如PPV)的侧链中,并控制共轭链的长度,合成可以发出从蓝到红范围的各种光的高分子材料;(2)有效利用我国丰富的稀土资源,选择合适的稀土元素及其相应的配体,配以合适的制备方法合成发光强度高、成膜性能

好、加工容易的稀土高分子发光材料。

功能高分子材料研究进展

功能高分子材料研究进展 摘要 功能高分子材料是高分子学科中的一个重要分支,它是研究各种功能性高分子材料的分子设计和合成、结构和性能关系以及作为新材料的应用技术,它的重要性在于所包含的每一类高分子都具有特殊的功能。它主要包括化学功能高分子材料、光功能高分子材料、电、磁功能高分子材料、声功能高分子材料、高分子液晶、医用高分子材料几部分,这一领域的研究主要包括研究分子结构、组成与形成各种特殊功能的关系,也就是从宏观乃至深入到微观,以及从半定量深入到定量,从化学组成和结构原理来阐述特殊功能的规律性,从而探索和合成出新的功能性材料。本文主要论述了在工程上应用较广和具有重要应用价值的一些功能高分子材料,如吸附分离功能高分子、反应型功能高分子、光功能高分子、电功能高分子、医用功能高分子、液晶高分子、高分子功能膜材料等。 关键词:高分子材料;功能高分子;功能材料; Abstract Functional polymer materials is an important branch of polymer science, it is the study of various functional polymer molecular design and synthesis of relationship between structure and properties and application technology as a new material. its importance is that contains every kind of polymer has special function it light functional polymer materials mainly include chemical functional polymer materials electric magnetic functional polymer materials acoustic functional polymer materials, polymer liquid crystal sections medical polymer materials, the research of this field mainly includes the study of the function of the molecular structure and formation of various sorts of special relationship, which is from the macro and go deep into the micro, and from the quantitative and semi-quantitative into from the chemical composition and structure principle to explain the special function of regularity, to explore and this paper mainly discusses the synthesis of new functional materials. Keywords:high polymer materials; functional polymer; functional Materials;

光敏高分子材料的研究进展

光敏高分子材料的研究进展 骆海强,重庆大学化学化工学院应用化学2班 摘要:由于当今材料科学技术的快速更迭,高分子材料逐渐成为材料科学领域中极具发展潜力的一类材料。在可利用能源不断缩减的今天,光敏高分子材料的研究力度大大提升,逐渐成为现代生活中不可或缺的部分。本文分别对光敏高分子材料的四大类——感光性高分子材料、光能转化高分子材料、光功能高分子材料及高分子非线性光学材料本身的特性及应用进行了综述性概括,以便快捷了解光敏高分子材料的特点。 0前言 随着材料科学技术相关研究人员在该领域的不断探索,高分子材料无论是在科研领域还是社会生活中,都扮演着极为重要的角色。在光电材料研究风气盛行的当下,太阳能电池、太阳能汽车等光能利用、转化设备普及的大环境下,光敏高分子材料的研究力度渐渐增加,也得到了许多理想的科研成果, 1光敏高分子材料概述 在光照下能表现出特别性能的高分子聚合物即为光敏高分子材料,是材料科学里一类主要的功能高分子材料,所触及范畴也较为普遍,如光致抗蚀剂、光导电高分子、高分子光敏剂等功能材料。 光敏高分子材料根据其自身在光照条件下所产生的反应类型及其展现出的特征性能,可以分成如下四类:感光性高分子材料、光能转化高分子材料、光功能高分子材料及高分子非线性光学材料。 现基于以上分类,对各种材料进行阐述。 2 感光性高分子材料 在光照下可以进行光化学反应的高分子材料常被称为感光性高分子材料。

根据其用途可分为光敏涂料和光刻胶。 2.1光敏涂料 2.1.1光敏涂料的作用机理 光敏涂料具有光敏固化功能,可以利用光交联反应或光聚合反应,使其中的低聚物聚合成膜或网状。经过恰当波长照射后,光敏涂料会快速固化,获得膜状物。因为固化过程较为稳定不易挥发溶剂,从而降低了排放,提高了材料利用,保障了安全性。而且由于是在覆盖之后才发生的交联,使图层交联度更好,机械强度也更稳固。 2.1.2光敏涂料的中常见低聚物的类型 以铁酸锌环氧酯错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。涂料为一类的环氧树脂型低聚物,在紫外光的处理下,给电冰箱表面上漆,能够是冰箱表面具有很好的柔顺性且不宜脱落。以含氟丙烯酸酯预聚物错误!未找到引用源。为一类的不饱和聚酯型低聚物,与光引发剂等结合后形成的混合型涂料,其硬度、耐挂擦力、附着力等性能大大提高。此外还有聚氨酯型低聚物错误!未找到引用源。及聚醚型低聚物。 2.2光刻胶(光致抗蚀剂) 2.2.1光刻胶的作用机理 生产集成电路的现有工艺中,通常会用这类感光性树脂覆盖在氧化层从而避免其被活性物质腐蚀。将设计好的图案曝光、显影,改变了其溶解性,其中树脂发生化学反应后去除了易溶解的物质,氧化层表面留下不溶部分,从而避免氧化层被活性物质腐蚀。 2.2.2光刻胶的分类 正性光刻胶和负性光刻胶错误!未找到引用源。是根据曝光前后涂膜的溶解性来分类的。其中正性光刻胶受光后会降解,被显影液所消融;而与之相反,在光照后,负性光刻胶获得的图形恰好与掩膜板图形互补,即曝光处会发生交链反应形成不溶物残余在表面形成图像,而非曝光处则如正性光刻胶同样被消融,。 根据光刻胶所吸收的光的紫外波长,还可将其分为深紫外(i-线,g-线)光刻胶,远紫外(193 nm)光刻胶和极紫外(13. 5nm)光刻胶错误!未找到引用源。。Lawrie等错误!未找到引用源。经过多次实践合成了一种感光灵敏度为4~6 mJ/cm2、分辨率为22.5 nm的

生物医用高分子材料研究进展及趋势

生物医用高分子材料研究进展及趋势

J I A N G S U U N I V E R S I T Y 医用材料学课程学习总结及结课论文生物医用高分子材料的研究及发展趋势

学院名称:材料科学与工程 专业班级:金属1302 学生姓名:钱振 指导教师姓名:王宝志 2016年 10 月 生物医用高分子材料的研究及发展趋势 钱振 学号:63 班级:金属1302 材料科学与工程学院 摘要:随着我国经济发展水平的不断提高,分子材料在各领域得到了显著应用,在医用领域应用更多,本文综述了生物医用高分子材料的分类、特点及基本条件,概述了医用高分子材料的研究现状及其用途,并浅谈了医用高分子材料的发展及展望。通过介绍医用高分子材料在人工脏器、药剂及医疗器械方面的应用,以及我国近年来的研究情况和存在的问题,形成对生物医用功能高分子的认识和其重要性的认识。 关键词:生物材料,生物医用高分子材料,现状,应用,展望 1.引言 生物医用材料是生物医学科学中的最新分支学科,它是生物学、医学、化学、 物理学和材料学交叉形成的边缘学科,是用于人工组织或器官制备、高性能医疗

器械的研制、药物新剂型的开发和和仿生效应研究的基础[1] 。 生物医用材料,简称生物材料(BiomaterialS),是一类具有特殊性能或功能,用于与生物组织接触以形成功能的无生命的材料]2[。主要包括生物医用高分子材料、生物医用陶瓷材料、生物医用金属材料和生物医用复合材料等。研究领域涉及材料学、化学、医学、生命科学]3[,生物医用高分子材料是一门介于现代医学和高分子科学之间的新兴学科。目前医用高分子材料的应用已遍及整个医学领域(如:人工器官、外科修复、理疗康复、诊断治疗、心血管、骨修复、神经传递、皮肤、器官、药物控释等)。 2.研究现状 生物医用高分子材料是一类可对有机体组织进行修复、替代与再生,具有特殊功能作用的高分子材料。在功能高分子材料领域,生物医用高分子材料取得了长足的进展,目前已成为发展最快的一个重要分支。随着医用高分子产业的发展,出现了大量的医用新材料和人工装置,如人工心脏瓣膜、人工血管、人工肾用透析膜、心脏起博器及骨生长诱导剂等。近10年来,由于生物医学工程、材料科学和生物技术的发展,医用高分子材料及其制品正以其特有的生物相容性、无毒性等优异性能而获得越来越多的医学临床应用。 生物医用高分子材料是生物材料的重要组成部分,它发展最早、应用最广泛、用量最大、品种繁多,主要包括:塑料、橡胶、纤维、粘合剂等。随着医学的发展,这些材料在医学领域得到广泛的应用。如:膨体聚四氟乙烯人造血管、聚矾中空纤维人工肾、硅橡胶医用导管、介入栓塞材料、介入诊疗导管以及护理方面使用的一次性医疗用品等,都是由高分子材料制成的。这些产品在临床诊断、治疗、护理等方面起着越来越重要的作用。正是由于高分子材料在医学上的独特作用,因而在高分子化学上出现了一个新的分支—医用高分子(Medical highpolymers)。它是把高分子化学的理论、研究方法、临床医学的需要结合起来,用于研究生物体的结构、生物体器官的功能及医用材料的应用等的一门年轻而边缘性的学科]4[。

电致发光高分子功能材料的应用..

电致发光高分子材料及其应用进展 孙东亚*,1,何丽雯2 (1 厦门理工学院材料科学与工程学院福建厦门361024) (2华侨大学材料科学与工程学院福建厦门361021) 摘要:主要介绍了导电高分子的一个重要门类-电致发光(有机EL,也称作OLED)聚合物材料的发光机理、制备工艺及应用现状。结合有机OLED相比于传统显示材料及器件具有发光效率高、波长易调节、寿命长、机械加工性能好等优势,综述了OLED材料及器件在环保照明及平板显示领域取得进展和未来的发展方向。 关键词:电致发光;高分子材料;平板显示; Abstract:An important category of conductive polymer-electroluminescent (organic EL, also known as OLED) luminescence mechanism, preparation process and application status of polymer materials has been introduced. Compared to traditional display materials and devices, the organic combination of OLED has high luminous efficiency, long life, easy to adjust the wavelength, good machining performance and other advantages. At the same time, we summarized the progresses and future development of OLED materials and devices in the green lighting and panel display. 0 前言 有机高分子光电材料由于其诱人的应用前景而得到了人们的广泛关注和研究[1-10]。近年来,导电高分子的研究取得了较大的进展,科学家对其合成、结构、导电机理、性能、应用等方面经过多年的研究,已使其成为一门相对独立的学科。目前,有机电致发光平面显示器(OLED)在一些领域里已经取代了液晶显示器占有平面显示器的主要市场。与液晶平面显示器相比, 有机电致发光平面显示器以及高效率的节能照明设备具有主动发光、轻薄、色彩绚丽、全角度可视、能耗低等显著特点,吸引很多国内外研究机构和国际知名大电子、化学公司都投入了巨大的人力财力研究这一领域[11-15]。虽然在应用研究领域已经取得了巨大的成功,但是无论从综合发光效率、发光波长的调整、稳定性和寿命等方面还有待更进一步的发展。本文综述了近年来OLED材料与器件在制备工艺及品质质量方面所取得的进展及需要解决的主要问题。 1 有机电致发光器件及原理 由电能直接激发产生的发光现象称为电致发光。如图1所示,电致发光材料是通过电极向材料注入空穴和电子,两者通过在材料内部的相对迁移在材料内部发生复合形成激子(激发态分子),然后激子导带中的电子跃迁到价带的空穴中,多余的能量以光的形式放出,产生发光现象。 福建省中青年教师教育科研项目(JB14077) Education Scientific Project of Young Teacher of Fujian Province(JB14077) 作者简介:孙东亚(1982-),男,硕士,工程师,从事光电功能材料制备与表征,E-Mail:

电致发光及原理

电致发光及原理 电致发光ElectroluminescenceEL是物质在一定的电场作用下被相应的电能所激发而产生的发光现象。电致发光EL是一种直接将电能转化为光能的现象。早在20世纪初虞瑟福就发现了SiC晶体在电场作用下的发光。电致发光作为一种平面光源引起了人们的极大爱好。人们企图实现照明光源从点光源、线光源到面光源的革命。自从无机发光板硫化锌和磷砷化镓化合物发明以来电致发光已被广泛应用在很多领域取得了令人瞩目的成就。尽管粉末电致发光现象早在1937年就被发现但直到50年代将硫化锌和有机介质涂敷在透明导电玻璃上再做上第二电极加上交流电压才实现稳定的电致发光。人们逐渐把目光投向了性能更为优良的新一代平板显示器件工艺更简单的新型有机电致发光器件OLED。 1.电致发光材料从发光材料角度可将电致发光分为无机电致发光和有机电致发光。无机电致发光材料一般为等半导体材料。有机电致发光材料依占有机发光材料的分子量的不同可以区分为小分子和高分子两大类。小分子OLED材料以有机染料或颜料为发光材料高分子OLED材料以共轭或者非共轭高分子聚合物为发光材料典型的高分子发光材料为PPV及其衍生物。有机电致发光材料依据在OLED器件中的功能及器件结构的不同又可以区分为空穴注进层HIL、空穴传输层HTL、发光层EML、电子传输层ETL、电子注进层EIL等材料。其中有些发光材料本身具有空穴传输层或者电子传输层的功能这样的发光材料也通常被称为主发光体发光材料层中少量掺杂的有机荧光或者磷光染料可以接受来自主发光体的能量转移和经过载流子捕捉carriertrap的机制而发出不同颜色的光这样的掺杂发光材料通常也称为客发光体或者掺杂发光体英文用Dopant表示。从发光原理角度电致发光可以分为高场电致发光和低场电致发光。 2.电致发光的原理和器件结构从发光原理电致发光可以分为高场电致发光和低场电致发光。高场电致发光是一种体内发光效应。发光材料是一种半导体化合物掺杂适当的杂质引进发光中心或形成某种介电状

蒽类电致发光材料研究进展

文章编号:1006-6268(2008)04-0029-07 蒽类电致发光材料研究进展 摘 要:有机电致发光二极管显示技术与液晶、等离子等平板显示技术相比具有很多优势及市场 竞争力,被称为第三代显示技术。在这一研究领域,发光材料一直是关注的焦点。由于蒽类化合物具有刚性结构、宽能隙和高荧光量子效率的优点,到目前为止,研究者已开发了大量的蒽类发光材料。本文主要按照材料结构与性能特点分类对其研究进展进行了综述。并提出了进一步开发蒽类新发光材料的思路。 关键词:蒽衍生物;有机电致发光;材料研究进展中图分类号:O625.1;TN383.1文献标识码:A ProgressinAnthracene-basedElectroluminescentMaterials XUEYun-na,CHAISheng-yong,BIEGuo-jun,LIUBo,GANNing (DepartmentofOptoelectronicMaterials,Xi'anModernChemistryResearchInstitute, 710065,Xi'an,China) Abstract:OrganicLight-emittingDiode(OLED),possessingmanykindofadvantages,andmarketcompetitivepotentialsoverLCDandPDPetal,iscalledthethirdgenerationdisplaytechnology.IntheOLEDresearchfiled,thelight-emittingmaterialsarealwaysbeingfocusedon.Sinceanthracenederivativeshaverigidstructure,wideenergygapsandhighfluorescentquantumefficiency,agreatdealofanthracene-basedelectroluminescentmate-rialshavebeendevelopedtillnow.Theprogressofanthracene-basedelectroluminescentmaterialsisreviewedaccordingtothemolecularstructuresandlight-emittingproperties.Theresearchideasonnewanthracene-basedelectroluminescentmaterialsarealsosuggested. Keywords:anthracenederivatives;organicelectroluminescence;materialsdevelopingprogress 薛云娜,柴生勇,别国军,刘 波,甘 宁 (西安近代化学研究所光电材料事业部西安710065) 技术交流

生物功能材料的研究进展

生物功能材料的研究进展 随着人民生活水平的提高,人们对于医疗保健方面的要求也越来越强,使得对于生物医用材料的要求也越苛刻。本文详细阐述了生物医用功能高分子材料近年来的应用研究及发展状况,综述了国内外生物医用高分子材料的分类、特性及研究成果,展望了未来的生物医用高分子材料的发展趋势。 生物功能材料和加工技术的发展, 使得人工合成材料在医学上的应用, 变得越来越广泛。数十年的医学发展和临床应用, 证明医用高分子材料在人体内外, 获得了成功的应用, 而医学的进步, 又给高分子材料提出了大量新的课题, 使其向“精细化”, “功能化”的方向发展, 赋予了高分子材料以新的生命力。 生物医用高分子材料分合成和天然两大类,下面我们就分别对这两种材料进行详细的论述。 ﹙1﹚天然生物材料 天然生物材料是指从自然界现有的动、植物体中提取的天然活性高分子,如从各种甲壳类、昆虫类动物体中提取的甲壳质壳聚糖纤维,从海藻植物中提取的海藻酸盐,从桑蚕体内分泌的蚕丝经再生制得的丝素纤维与丝素膜,以及由牛屈肌腱重新组构而成的骨胶原纤维等。这些纤维由于他们来自生物体内且都具有很高的生物功能和很好的生物适应性,在保护伤口、加速创面愈方面具有强大的优势,已引起国内外医务界广泛的关注。自然界广泛存在的天然生物材料仍有着人工材料无可比拟的优越性能。例如:迄今为止再高明的材料学家也做不出具有高强度和高韧性的动物牙釉质,海洋生物能长出色彩斑斓、坚阊义不被海水腐蚀的贝壳等等。甲壳素又称几丁质(chitin),广泛存在于虾、蟹等甲壳动物及昆虫、藻类和细菌中,是世界上仅次于纤维素的第二大类天然高分子化合物。它是一种惰性多糖,用浓碱脱去乙酰基可转变成聚壳糖(chintosan)。甲壳素、聚壳糖及其衍生物具有良好的生物相容性和生物降解性。降解产物带有一定正电荷,能从血液中分离出血小板因子,增加血清中H-6水平,促进血小板聚集或凝血素系统,作为止血剂有促进伤口愈合,抑制伤口愈合中纤维增生,并促进组织生长的功能,对烧、烫伤有独特疗效。比如家蚕丝脱胶后可得到纯丝素蛋白成分,丝素蛋白是一种优质的生物医学材料,具有无毒、无刺激性、良好的血液相容性和组织相容性。根据研究报道,由于天然高分子医用材料的独特临床效果,它的应用前景相当广阔。﹙2﹚合成生物材料 由于天然材料的有限,人们需要大量的生物材料来维持他们的健康。合成高分子材料因与人体器官组织的天然高分子有着极其相似的化学结构和物理性能,因而可以植入人体,部分或全部取代有关器官。因此,在现代医学领域得到了最为广泛的应用,成为现代医学的重要支柱材料。与天然生物材料相比,合成高分子材料具有优异的生物相容性,不会因与体液接触而产生排斥和致癌作用,在人体环境中的老化不明显。通过选用不同成分聚合物和添加剂,改变表面活性状态等方法可进一步改善其抗血栓性和耐久性,从而获得高度可靠和适当有机物功能响应的生物合成高分子材料。目前,使用于人体植入产品的高分子合成材料包括聚酰胺、环氧树脂、聚乙烯、聚乙烯醇、聚乳酸、聚甲醛、聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯、聚醋酸乙烯酯、硅橡胶和硅凝胶等。应用场合涉及组织粘合、手术缝线、眼科材料(人工玻璃体、人工角膜和人工晶状体等)、软组织植入物(人工心脏、人工肾、人工肝等)和人工管形器(人工器官、食道)等。 合成医用高分子材料发展的第一阶段始于1937年,其特点是所用高分子材料都是已有的现成材料,如用丙烯酸甲酯制造义齿的牙床。第二阶段始于1953年,其标志是医用级有机硅

有潜力的高分子纳米材料制备技术取得新进展

结晶驱动的聚合物活性自组装作为一种灵活、高效的自组装方法,正逐步发挥其魅力,用于制备各类结构可控的聚合物纳米功能材料。经过不断地探索,科学家们已基本实现对一维聚合物自组装纳米结构的精准控制,通过活性自组装已能够制备形貌均一、尺寸可控、化学组成多样的聚合物柱状胶束。但是,如何通过活性自组装精确、可控地制备二维纳米材料,同时实现复杂的高级结构与功能,依然是聚合物自组装研究领域的一大挑战。最近,英国布里斯托大学Ian Manners 教授研究组的邱惠斌博士(现就职于上海科技大学物质科学与技术学院)、高洋博士等人,通过结晶型嵌段共聚物与其对应的结晶型均聚物的协同活性自组装,制备得到了形态规整、尺寸可控、接近单分散的矩形片状胶束。这些片状胶束的壳层呈现特殊的双梯形图案,并可进行选择性交联与溶解,进而构建中空的片状纳米结构体(图1)。 图1.通过PFS 36-b -P2VP 502与PFS 20协同活性自组装制备得到的矩形片状胶束。 通过多元活性自组装,研究团队进一步设计得到了具有二维同心结构的多嵌段矩形片状共胶束,通过选择性交联技术,可以继续制备完全中空的矩形纳米环(图2)。相比于其他二维纳米材料,这类片状胶束尺寸可调、化学结构丰富、功能组合灵活、胶体稳定性高,为后续构建各类新型二维纳米功能材料提供了良好的平台,有望在生物、催化、光电等领域发挥其重要作用。

图2.多嵌段矩形片状共胶束与中空矩形纳米环。 Uniform patchy and hollow rectangular platelet micelles from crystallizable polymer blends The preparation of colloidally stable,self-assembled materials withtailorable solid or hollow two-dimensional(2D)structures represents a majorchallenge.We describe the formation of uniform,monodisperse rectangularplatelet micelles of controlled size by means of seeded-growth methods thatinvolve the addition of blends of crystalline-coil block copolymers and thecorresponding crystalline homopolymer to cylindrical micelle seeds.Sequentialaddition of different blends yields solid platelet block comicelles withconcentric rectangular patches with distinct coronal chemistries.These complexnano-objects can be subject to spatially selective processing that allows theirdisassembly to form perforated platelets,such

高分子发光材料

高分子发光材料 有机发光材料与无机发光材料相比,以其易合成、易加工、成本低、质轻、发光颜色全等特点越来越受到关注。近几年以有机发光材料制备的发光器件已临近应用阶段,成为当前流行的液晶显示器件的强力竞争对手。目前研究比较活跃的有聚噻吩、聚苯胺、聚吡咯、聚芴【7】等。 2.1高分子光致发光材料 2.1.1简介 高分子光致发光材料是将荧光物质(芳香稠环、电荷转移络合物或金属)引入高分子骨架的功能高分子材料。高分子光致发材料均为含有共轭结构的高聚物材料。 2.1.2发光机理 高分子在受到可见光、紫外光、X一射线等照射后吸收光能,高分子电子壳层内的电子向较高能级跃迁或电子基体完全脱离,形成空穴和电子.空穴可能沿高分子移动,并被束缚在各个发光中心上,辐射是由于电子返回较低能量级或电子和空穴在结合所致。高分子把吸收的大部分能量以辐射的形式耗散,从而可以产生发光现象[8]。 2.1.3分类 按照引入荧光物质而分为三类 2.1.3.1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1。 图1 芘的衍生物 2.1.3.2共轭结构的分子内电荷转移化合物有以下几类 2.1. 3.2.1两个苯环之间以一C=C一相连的共轭结构的衍生物[9]如图2。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。 图2 共轭结构的衍生物 2 .1.3.2 .2香豆素衍生物[10-12]如图3。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,香豆索类衍 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。 图3 香豆素衍生物 2.1.3.3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。8一羟基喹啉与Al、Be、Ga、In、Sc、Yb、Zn、Zr等金属离子形成发光配合物[13]。 2.1.3.3.1掺杂 目前,掺杂小分子的高分光致发光材料被广泛应用于PELD中。常见用于掺杂的小分子有:发蓝光的吡唑磷衍生物、发黄光的萘酰亚胺衍生物以及发红光的DCM 等。把有机小分子稀土络合物通过溶剂溶解或熔融共混的方式掺杂到高分子体系中,一方面可以提高络合物稳定性.另一方面可以改善稀土的荧光性能。 2.1.3.3.2化学键合法 汪联辉等人先后研究了烷氧基钕,烷氧基钐单体与甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯等共聚及其荧光性质。发现在共聚物中三价钕离子的荧光特性受其基质影响很小,且其荧光强度随钕含量增加而线性增大,在钕含量高达8%时仍未出现荧光浓度淬灭现象。 2.2电致发光高分子材料 2.2.1简介 有机半导体的电致发光现象早就被人们所熟知。电致发光高分子材料是指电流通过材料时能导致发光现象的一类功能材料。目前,有机高分子电致发光器件(PLED)材料以其独特的光电性能和易加工性吸引了众多学者的研究兴趣。 2.2.2发光机理 与光致发光的电子跃迁机理不同,电致发光是通过正负电极向发光层的最高占有轨道(HOMO)和最低空轨道(LUMO)分别注入空穴和电子,这些在电极附近生成的空

生物医用高分子材料研究进展及趋势

JI A N G S U U N I V E R S I T Y 医用材料学课程学习总结及结课论文 生物医用高分子材料的研究及发展趋势 学院名称:材料科学与工程 专业班级:金属1302 学生姓名:钱振 指导教师姓名:王宝志 2016年10 月

生物医用高分子材料的研究及发展趋势 钱振 学号:63 班级:金属1302 材料科学与工程学院 摘要:随着我国经济发展水平的不断提高,分子材料在各领域得到了显著应用,在医用领域应用更多,本文综述了生物医用高分子材料的分类、特点及基本条件,概述了医用高分子材料的研究现状及其用途,并浅谈了医用高分子材料的发展及展望。通过介绍医用高分子材料在人工脏器、药剂及医疗器械方面的应用,以及我国近年来的研究情况和存在的问题,形成对生物医用功能高分子的认识和其重要性的认识。 关键词:生物材料,生物医用高分子材料,现状,应用,展望 1.引言 生物医用材料是生物医学科学中的最新分支学科,它是生物学、医学、化学、物理学和材料学交叉形成的边缘学科,是用于人工组织或器官制备、高性能医疗器械的研制、药物新剂型的开发和和仿生效应研究的基础[1] 。 生物医用材料,简称生物材料(BiomaterialS),是一类具有特殊性能或功能,用于与生物组织接触以形成功能的无生命的材料]2[。主要包括生物医用高分子材料、生物医用陶瓷材料、生物医用金属材料和生物医用复合材料等。研究领域涉及材料学、化学、医学、生命科学]3[,生物医用高分子材料是一门介于现代医学和高分子科学之间的新兴学科。目前医用高分子材料的应用已遍及整个医学领域(如:人工器官、外科修复、理疗康复、诊断治疗、心血管、骨修复、神经传递、皮肤、器官、药物控释等)。 2.研究现状 生物医用高分子材料是一类可对有机体组织进行修复、替代与再生,具有特殊功能作用的高分子材料。在功能高分子材料领域,生物医用高分子材料取得了长足的进展,目前已成为发展最快的一个重要分支。随着医用高分子产业的发展,出现了大量的医用新材料和人工装置,如人工心脏瓣膜、人工血管、人工肾用透析膜、心脏起博器及骨生长诱导剂等。近10年来,由于生物医学工程、材料科

高分子材料发展情况及趋势论文

有机高分子材料发展情况及趋势 摘要:高分子材料与金属材料、无机非金属材料成为科学技术、经济建设中的重要材料。而高分子材料包括塑料、橡胶、纤维、薄膜、胶粘剂和涂料等。其中,被称为现代高分子三大合成材料的塑料、合成纤维和合成橡胶已经成为国民经济建设与人民日常生活所必不可少的重要材料。合成高分子材料按使用性质划分,有塑料、橡胶、纤维、涂料等,按用途划分有结构型和功能型,同一用途不同层次则有通用型和高性能型之分,功能型细分则有光、电、磁功能和生物相容功能等。高分子材料要继续发展,必须走与环境相协调的道路, 提高高新技术含量,开辟新型材料产业。 关键词:高分子材料研究概述进展医用高分子材料的发展导电塑料高分子碳纤维 正文: 一、有机高分子材料概述 有机高分子材料是指区别于通用的、具有高性能或特殊功能等特点的有机高分子材料,表现为性能优异,价格高,产量低。其特点覆盖面广、产品种类多;投资与技术高度密集,技术含量高;高风险、高收益。按使用性质划分,有塑料、橡胶、合成纤维、专用及精细化学品等;按用途划分有结构型和功能型;按功能型细分则有光、电、磁功能和生物相容功能;以生物质为原料生产的高分子材料也被划入了新型有机高分子材料。新型有机高分子材料应用广泛,工程塑料、复合材料、功能高分子材料、有机硅及氟系材料、液晶材料、特种橡胶、高性能密封材料等新型高分子材料被广泛应用于电子电器、交通运输、机械、建筑、生物、医疗及农业生产资料等领域。 二、有机高分子材料国内现状 国内有机高分子材料的研究不断取得新的进展:国家重点科技攻关项目“聚醚砜、聚醚醚酮、双马型聚酰亚胺等类树脂专用材料及其加工技术”,通过了国家有关部门的验收;一种用于家电产品的新型紫外光固化涂料——JD-1紫外光固化树脂已开发成功;超高分子量聚丙烯酰胺合成技术在大庆油田化工总厂研制成功;“PTC智能恒温电缆”、“多功能超强吸水保水剂”、“粉煤灰高效活化剂”等等,都是我国在高分子材料领域取得的不俗成果。我国在高分子单链单晶的研究也取得国际领先的成绩:成功地制备出顺丁橡胶的单链单晶,独创性地开展了单分子链玻璃体的研究,首次观察到高分子液晶态的新的纹影结构。 塑料行业单纯从实验室阶段的研究来讲,我国与国际上的差距并不是很大。但从实验室研究走向产业化这一阶段,与国外相比,我们的差距就被大幅度拉开了,因此塑料产业的发展趋势主要是尽快对主要新型品种的产业化。

高分子高能材料研究进展

高分子高能材料研究进展材料化学091班 091304131 洪荣

摘要: 系统地介绍了几类新一代功能高分子材料,旨在为进一步的研究开发与应用。提供有价值的参考方法,在分析现有功能高分子材料结构特征的基础上着重阐述了几种新一代功能高分子材料的性能特点、功能原理及发展动态。介绍了几种新型功能高分子材料的发展及应用,包括二氧化碳功能高分子材料、形状记忆功能高分子材料、糠醛系功能高分子材料、导电高分子材料、生态可降解高分子材料等,并展望了功能高分子的未来。 关键词:功能高分子材料;进展;导电;医用;复合;生物降解;智能;展望。 功能高分子材料是对物质、能量、信息具有传输、转换或贮存作用的高分子及其复合材料的一类高分子材料,有时也被称为精细高分子或者特种高分子(包括高性能高分子) 。其于20 世纪60 年代迅速发展起来的新型高分子材料,内容丰富、品种繁多、发展迅速,已成为新技术革命必不可少的关键材料。功能高分子材料分为两类:一类是在原来高分子材料的基础上,使其成为更高性能和功能的高分子材料,另一类是具有新型功能的高分子。而功能高分子材料又分为:化学功能高分子材料、光功能高分子材料、电功能高分子材料、高分子液晶等。新型功能高分子材料因为其特殊的功能而受到人们广泛关注。

二氧化碳功能高分子材料 CO2 是污染环境的废气,不活泼且难以利用,作为一种配位能力较强的物质,它具有与金属形成种种络合物的能力,故CO2 有很多机会被活化而参加某些化学反应,在一定条件下CO2 能插入到金属、碳、硅、氢等元素组成的化学键中,反应过程中CO2的碳或与被插入键较贫电子的一端连接。它与其他共聚单体轮流与催化剂金属络合物而插入金属杂原子键中。这种插入反应是制备各种羧酸或羧酸盐、氨基甲酸酯、碳酸酯、有机硅、有机磷化合物的基础,作为可聚合单体, 利用CO2 可得到许多有机物。 自 1969 年, Inoue S.等报道二氧化碳与环氧丙烷(PO)共聚制备高交替的聚丙撑碳酸酯(PPC)以来,以二氧化碳作为单体合成全降解脂肪族聚碳酸酯已成为各国化学家研究的热点之一。在此领域,研究最为广泛的是二氧化碳与PO共聚合成PPC 和二氧化碳与环氧环己烷(CHO)共聚合成聚环己撑碳酸酯(PCHC)。但由于PPC 的玻璃化转变温度低(35-40℃左右)和PCHC 较脆而大大限制了它们的应用范围。用稀土三元催化剂合成了二氧化碳、环氧丙烷和环氧环己烷的三元共聚物,并研究了单体配比对三元共聚物的组成、微结构、热力学性能和力学性能的影响。 以CO2 为基本原料与其他化合物在不同催化剂作用下,可缩聚合成多种共聚物,其中研究较多、已取得实质性进展、并具有应用价值和开发前景的共聚物是由CO2 与环氧化合物通过开键、开环、缩聚制得的CO2 共聚物脂肪族碳酸酯。目前只有美、日、韩等国已建成脂肪

高分子电致发光材料研究近况--以共轭结构的高聚物材料为例

信息记录材料2019年5月第20卷第5期陋至?诊若 高分子电致发光材料研究近况 — —以共辄结构的高聚物材料为例 高远 (南昌大学材料科学与工程学院江西南昌330000) 【摘要】高分子发光材料的研究有很重要的理论和现实意义,本文则通过对一系列共觇结构的高聚物材料的原理和特点来了解电致发光高分子发光材料的应用和发展现状,并展望其发展前景. 【关键词】高分子;发光材料;应用;发展趋势 【中图分类号】TN6【文献标识码】A【文章编号】1009-5624(2019)05-0001-02 Recent Development of high polymer Electroluminescent Materials Gao Yuan. School of M aterials Science and Engineering,Nanchang University,Nanchang,Jiangxi330000,China [Abstract]The study of polymer luminescent materials is of great theoretical and practical significance.Based on the principle and characteristics of a series of conjugated polymer materials,the application and development of electroluminescent polymer materials are analyzed in this paper,and the development prospect of electroluminescent polymers is prospected. 【Key words]Luminescent material;Application;Development trend 1引言(3)聚嗟吩及其衍生物类电致发光材料。这类材料 随着信息时代的飞速发展,各种发光材料被广泛应用于通讯、卫星等高科技领域。而为了使各种新媒体满足显示的功能,使得各种发光材料被研究并开发应用而来。而有机发光材料与无机发光材料相比,以其易合成、易加工、成本低、质轻、发光颜色全等特点越来越受到人们的关注和重视。尤其是近几年以有机发光材料制备的发光器件已临近应用阶段,成为当前流行的液晶显示器件的强力竞争对手。目前研究比较活跃的有聚嗟吩、聚苯胺、聚毗咯、聚茹等。 而有机薄膜电致发光的发展较为迅速,但现在它却被新兴的有机电致发光材料所改变。比如聚对苯乙块(PPV),它本身是一种导电高分子材料,另外它的电致发光性能也同样良好。这样有机薄膜电致发光材料就从有机小分子拓展到了聚合物。而这一变化发展,这就意味着电致发光高分子材料不仅扩大了发光材料的选择范围,而且由于聚合物本身良好的易加工性、易成膜性、高稳定性等优势,使得其被更多的开发应用到发光器件的制备及应用当中。也正因如此,现已有各种体系的聚合物相继被人们研究用来制备发光材料C1]o 2共辘结构的高聚物发光材料简介 共轨结构的高聚物发光材料主要有以下几种类型: (1)聚对苯撑乙烯类电致发光材料。这种材料可以在苯环上改变取代基或在乙烯基上取代而设计合成岀结构、性能各异的衍生物,其还可通过共聚的方式来合成出各种不同的分子材料。 (2)聚对苯乙烘(PPE)-曝吩共轨结构的高聚物电致发光材料。这种材料的结构类似于PPV,其主链引入嗟吩基团,聚对苯乙块在溶液中显示很高的荧光效率,有望作为发光材料进行研究应用。这种高分子电致发光材料不仅改善了传统材料的溶解性,而且其分子量得以提升。具有良好的导电性能,并通过佟拉嘎[2]等在用其成功试 制发光元件后,证明其良好的稳定性。 (4)聚噁二哇[3]类电致发光材料,这类材料是具有性能良好的电子传输能力。其耐热性和较高的玻璃化温度被得到广泛认可。 3共辄结构的高聚物发光材料的优缺点及解决方案共轨结构的高聚物发光材料有自己独特的光电、化学性质,共辄的骨架和侧链结构决定了它们的电子结构、光电学性质,因此它们可以通过化学方法进行调控和修饰。 共轨结构的高聚物发光材料的优点是①具有良好的热稳定性和粘附性;②优异的成膜性,可大面积成膜;③具有优良的机械强度;④此类材料分子结构、发光颜色易于改变和修饰且合成路线多,发光效率高; 但是早期合成的共轨结构的高聚物会给器件的制备带来不便,因为材料合成较为复杂,提纯过程较困难,因此难以制成多层发光器件。而针对这些不足,也有很多的方法可以进行弥补和调整。 一种方法是使用单体直接聚合成型; 也可通过可溶性前聚物加工成型,然后加热转化为共轨聚合物[如Wessling⑷用前聚物法制备的PPV]; 更好的方法是引入可溶解的支链或链段。如MEH-PPV[5]{聚[2-甲氧基-5(2'-乙基己氧基)对苯乙烘]}, CN-PPV冏等。 在PPV主链的亚甲基上引入吸电子基团氧基,得到的CN-PPV聚合物不仅成膜性好,而且还可以改善高聚物和电子的亲和能力。 4高分子电致发光材料的应用 当前这些主流的电致发光材料被广泛用于激光染料、荧光集光器、有机太阳能电池、有机场效应晶体管、有机激光和化学与生物传感等领域的研究、开发和生产中,也 1

液晶高分子材料现状研究进展

液晶高分子材料的现状及研究进展 摘要:本文综述了液晶高分子材料的研究现状,包括简单介绍了液晶高分子的发展历史,结构及性能,介绍了液晶高分子研究的新进展,对液晶高分子早各个领域的应用和潜在的性能进展做了简要的阐述,并针对液晶高分子存在的问题提出了相应的建议。 关键词:液晶高分子研究应用 前言 高分子科学,以30年代H.staidinger建立高分子学说为开展.此后高分子化学有了飞跃的发展.与此同时,高分子物理化学也有相应的发展。高分子化学注重对高聚物合成以及性质的研究,而高分子物理则重点研究高聚物的结构与性能,二者相辅相成,近年来研究较多的高分子液晶材料就是两者结合的典范。 液晶现象是1888年奥地利植物学家F.Reintizer[1]在研究胆甾醇苯甲酯时首先发现的。研究表明,液晶是介于液体和晶体之间的一种特殊的热力学稳定相态,它既具有晶体的各相异性,又有液态的流动性,液晶高分子就是具有液晶性的高分子,大多数由小分子量基元键合而成,它是一种结晶态,既具有液体的流动性又具有晶体的各向异性特征。 这样人们自然会联想到具有这种结构的高分子材料。1937年Bawden和Pirie[1]在研究烟草花叶病病毒时,发现其悬浮液具有液晶的特性。这是人们第一次发现生物高分子的液晶特性,其后1950年,Elliott与Ambrose第一次合成了高分子液晶,溶致型液晶的研究工作至此展开。50年代到70年代,美国Duponnt公司投入大量人力才力进行高分子液晶发面的研究,取得了极大成就,1959年推出芳香酰胺液晶,但分子量较低,1963年,用低温溶液缩聚法合成全芳香聚酰胺,并制成阻燃纤维Nomex,1972年研制出强度优于玻璃纤维的超高强.高模量的Kevlar纤维,并付注实用,以后,高分子液晶的研究则从溶致型转向为热致型。在这一方面Jackson等作出了较大贡献,他们合成了对苯二甲酸已二醇酯与对羟基苯甲酸的共聚物,可注塑成型,这是一种模量极高的自增强液晶材料。 从应用领域分析,液晶高分子材料在电子电气行业中需求量最大且发展迅速,1998年可达3600 吨,平均年增长23.1 %;其次是通讯业,需求量约1540 吨,增长21.1%;工业界及运输业总需求量不到1700 吨,平均年增长率约为I1%。主要用于接插件、开关、继电器、模塑印刷电路板、光缆结构件、复合材料、机械手、泵/阀门组件、功能件等,极大地推动了液晶高分子技术及其它高新技术的发展。 从高分子液晶诞生到现在只有50多年的历史,是一门很年轻的学科。虽然高分子液晶[2]是具有高强度、高模量、耐高温、低膨胀系数、低成型收缩率、低密度、良好的介电性、阻燃性和耐化学腐蚀性等一系列优异的综合性能,作为液晶自增强塑料、高性能纤维、板材、薄膜及光导纤维包覆层,被广泛应用于电子电器、航天航空、国防军工、光通讯等高新技术领域以及汽车、机械、化工等国民经济各工业部门。但目前对它的研究仍处于较低的水平,理论研究较狭隘,液晶高分子尚存在制品的机械性能各向异性、接缝强度低、价格相对较高等缺点,这些都有待于进一步的改进,所以高分子液晶仍是高分子科学研究的一个热点。 1液晶高分子材料的特性[3]

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