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  1. NTU Theses and Dissertations Repository
  2. 工學院
  3. 高分子科學與工程學研究所
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DC 欄位值語言
dc.contributor.advisor王立義
dc.contributor.authorChe-Jung Hsuen
dc.contributor.author許哲榮zh_TW
dc.date.accessioned2021-06-08T04:43:13Z-
dc.date.copyright2009-08-11
dc.date.issued2009
dc.date.submitted2009-08-05
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dc.identifier.urihttp://tdr.lib.ntu.edu.tw/jspui/handle/123456789/23126-
dc.description.abstract為了改善導電高分子之加工及機械性質,本研究中,我們發展出內核為星狀聚丙烯酸正丁酯,外殼為導電性高分子鏈段的星狀高分子共聚物。首先,我們合成出十二臂鏈之星狀起始劑{2,2',2',2',2',2'-(2,2',2'-(4,4',4'-(ethane-1,1,1-triyl)tr
is(benzene-4,1-diyl))tris(oxy)tris(oxomethylene)tris(2-methylpropane-3,2,1-triyl))hexakis(oxy)hexakis(oxomethylene)hexakis(2-methylpropane-3,2,1-triyl)dodecakis(2-bromo-2-methylpropanoate)}再利用原子轉移自由基聚合反應(atom transfer radical polymerization, ATRP)製備出星狀高分子。此星狀體以擁有良好加工性質的聚丙烯酸正丁酯[poly (n-butyl acrylate)] (PBA)為核心,並利用末端改質反應與含醛基寡噻吩衍生物M1、M2連結,使星狀體末端帶有導電高分子單體形成交聯型導電性高分子前驅物。我們透過紫外-可見光光譜儀(UV-Vis)、紅外光線光譜儀(FT-IR)、動態光散射儀(DLS)、核磁共振光譜儀(1H-NMR)、凝膠滲透層析儀(GPC)來鑑定分子結構與分子量。此前驅物高分子具有高溶解度、加工性好以及良好基材附著性。之後,我們將此前驅物製備成薄膜,並利用固態氧化交聯法使導電高分子單體鏈段交聯聚合形成交聯型導電性高分子共聚物導電薄膜。此薄膜利用紫外-可見光光譜儀(UV-Vis)、四點碳針(four point probe meter)、螢光發射光譜(PL)量測其光電性質。
zh_TW
dc.description.abstractIn order to improve the processability and mechanical properties of conducting polymers, a new type of starburst copolymer containing poly(n-butyl acrylate) as core and conjugated thiophene derivatives segments as shell was synthesized. Firstly, 12-armed starburst poly(n-butyl acrylate) (12-PBA) was prepared by the atom transfer radical polymerization method using { 2,2',2',2',2',2'-(2,2',2'-(4,4',4'-(ethane-1,1
,1-triyl)tris(benzene-4,1-diyl))tris(oxy)tris(oxomethylene)tris(2-methylpropane-3,2,1-triyl))hexakis(oxy)hexakis(oxomethylene)hexakis(2-methylpropane-3,2,1-triyl)dodecakis(2-bromo-2-methylpropanoate), 12-armed ATRP initator } as initator. Then, the end groups of 12-PBA were modified to generate thiophene derivatives-caped starburst 12-PBA-M1 and 12-PBA-M2. The chemical structure and molecular weight characterization of these copolymers were studied by UV-Vis, 1H-NMR, FT-IR, DLS and GPC techniques. Finally, electrically conductive thin films were fabricated via the solid-state oxidative cross-linking method using FeCl3 as oxidant and their optoelectronic properties were investigated by UV-Vis, PL and four-point probe. The thus-produced conductive film exhibited excellent flexibility, good adhesion to glass substrate and low conductivity percolation threshold.
en
dc.description.provenanceMade available in DSpace on 2021-06-08T04:43:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2009
en
dc.description.tableofcontents目錄
誌謝 I
摘要 II
Abstract III
目錄 IV
圖目錄 VI
表目錄 IX
第一章 緒論 1
1.1導電高分子 1
1.2能帶理論 3
1.2.1 Thieno[3,4-b]pyrazine衍生物 9
1.2.2電致變色元件 10
1.3原子轉移自由基聚合法 13
1.3.1 ATRP高分子末端改質 17
1.4星狀高分子 18
1.5交聯性導電高分子共聚物 19
1.6研究動機與目的 23
第二章 實驗 24
2.1實驗藥品 24
2.2實驗儀器 30
2.3十二臂鏈星狀高分子起始劑之合成 32
2.4含醛基寡噻吩衍生物(M1、M2)之合成 39
2.5具噻吩衍生物M1、M2末端基之十二臂鏈星狀聚丙烯酸正丁酯之合成 49
2.6交聯型導電性星狀高分子共聚物之合成合成 54
第三章 結果與討論 55
3.1十二臂鏈星狀高分子起始劑之合成與分析 55
3.2含醛基寡噻吩衍生物(M1、M2)之合成分析 57
3.2.1寡噻吩衍生物之合成 57
3.2.2 Vilsmeier-Haack反應 59
3.3十二臂鏈星狀聚丙烯酸丁酯之合成與分析 61
3.4具羥基末端基之十二臂鏈星狀聚丙烯酸正丁酯之合成與分析 64
3.5具氰乙酸酯基末端基之十二臂鏈星狀聚丙烯酸正丁酯之合成與分析 66
3.6具噻吩衍生物M1、M2末端基之十二臂鏈星狀聚丙烯酸正丁酯合成與分析 69
3.6.1紫外-可見光吸收光譜圖分析 72
3.6.2紅外光光譜分析 74
3.6.3動態光散射儀粒徑分佈圖分析 75
3.6.4熱性質分析 76
3.7交聯型導電性星狀高分子共聚物之合成與分析 78
3.7.1紫外-可見光吸收光譜圖分析 78
3.7.2螢光發射光譜圖分析 80
3.8交聯型導電性星狀高分子薄膜摻雜後性質分析 82
3.8.2紫外-可見光吸收光譜圖分析 82
3.8.3導電薄膜之導電度量測 83
第四章 結論 84
參考文獻 85
附錄一 1H-NMR圖譜 87
附錄二 13C-NMR圖譜 104

圖目錄
圖1.1常見材料導電度分佈圖 2
圖1.2常見導電高分子 2
圖1.3金屬導體、半導體、絕緣體能帶圖 3
圖1.4能帶理論示意圖 3
圖1.5噻吩寡聚物與聚噻吩理論計算能階圖 4
圖1.6分子結構影響共軛高分子能隙變化因素示意圖 5
圖1.7 PITN共振型態示意圖 6
圖1.8扭轉角造成能隙改變示意圖 6
圖1.9取代基效應造成能隙改變使顏色變化 7
圖1.10導電高分子經摻雜造成能階變化 8
圖1.11電子予體-受體共振型態 8
圖1.12電子予體-受體系統混成軌域示意圖 9
圖1.13常見thieno[3,4-b]pyrazine衍生物 10
圖1.14 Thieno[3,4-b]pyrazine衍生物電致變色應用 10
圖1.15高分子不同氧化還原狀態所造成顏色改變 11
圖1.16 電致變色元件原理示意圖 12
圖1.17原子轉移自由基聚合反應機制示意圖 13
圖1.18常見的ATRP反應星狀起始劑 14
圖1.19常見的ATRP反應單體 15
圖1.20常用於ATRP反應的銅金屬催化劑 16
圖1.21 ATRP反應常用金屬配位基 16
圖1.22常用ATRP高分子末端基改質反應 17
圖1.23樹枝狀高分子架構示意圖 18
圖1.24收斂法與發散法示意圖 18
圖1.25 Shirota教授提出交聯性導電高分子共聚物 19
圖1.26 Wang Fei合成出之星狀導電高分子共聚合物 20
圖1.27 Frechet合成聚醚類樹枝狀高分子與聚噻吩共聚物示意圖 20
圖1.28 C. A. Mirkin合成聚冰片烯與聚噻吩導電共聚物合成示意圖 20
圖1.29 Sotzing教授合成聚冰片烯與聚噻吩導電共聚物合成示意圖 21
圖1.30 Sotzing教授以氧化交聯法將噻吩衍生物與聚冰片烯合成導電共聚物 21
圖1.31 T. M. Swager合出共聚高分子與示意圖 22
圖3.1十二臂鏈星狀高分子起始劑合成流程圖 55
圖3.2含醛基寡噻吩衍生物(M1、M2)的合成流程圖 57
圖3.3鎳系觸媒下Kumada coupling之反應機制 58
圖3.4 Stille coupling反應示意圖 59
圖3.5 Stille coupling之反應機制 59
圖3.6 Vilsmeier-Haack反應機制 60
圖3.7 12-PBA-Br之1H-NMR圖譜 62
圖3.8 12-PBA-Br之 GPC層析圖 63
圖3.9 12-PBA-Br計算溴存在率之1H-NMR圖譜圖 63
圖3.10 12-PBA-OH之1H-NMR圖譜 65
圖3.11 12-PBA-OH之GPC層析圖 65
圖3.12 12-PBA-CN之1H-NMR圖譜 67
圖3.13 12-PBA-CN之GPC層析圖 67
圖3.14 12-PBA-CN之紫外-可見光吸收光譜圖 68
圖3.15 Knoevenagel縮合反應示意圖 69
圖3.16 Knoevenagel縮合反應機制圖 69
圖3.17 12-PBA-M1之1H-NMR圖譜 71
圖3.18 12-PBA-M2之1H-NMR圖譜 71
圖3.19 (a)12-PBA-M1與(b)12-PBA-M2之GPC層析圖 72
圖3.20 (a) M1 及(b) 12-PBA-M1在CH2Cl2中之紫外-可見光吸收光譜圖 73
圖3.21 (a) M2 及(b) 12-PBA-M2在CH2Cl2中之紫外-可見光吸收光譜圖 73
圖3.22 12-PBA-M1紅外光光譜 74
圖3.23 12-PBA-M2紅外光光譜 75
圖3.24動態光散射儀量測12-PBA-M1之粒徑分佈圖 75
圖3.25動態光散射儀量測12-PBA-M2之粒徑分佈圖 76
圖3.26 12-PBA-M1 (a)、12-PBA-M2 (b)之微差熱掃瞄測量圖 77
圖3.27 12-PBA-M1 (a)、12-PBA-M2 (b)之熱重損失測量圖 77
圖3.28交聯前、後導電性星狀高分子共聚物示意圖 78
圖3.29 (a)固態氧化交聯聚合前12-PBA-M1 (b)固態氧化交聯聚合後12-PBA-PM1 之紫外-可見光吸收光譜圖 80
圖3.30 (a)固態氧化交聯聚合前12-PBA-M2 (b)固態氧化交聯聚合後12-PBA-PM2 之紫外-可見光吸收光譜圖 80
圖3.31 (a)固態氧化交聯聚合前12-PBA-M1 (b)固態氧化交聯聚合後12-PBA-PM1之螢光發射光譜圖 81
圖3.32 (a)固態氧化交聯聚合前12-PBA-M2 (b)固態氧化交聯聚合後12-PBA-PM2之螢光發射光譜圖 81
圖3.33十二臂鏈交聯型導電性星狀高分子薄膜(12-PBA-PM1)摻雜前後之紫外-可見光吸收光譜(a)摻雜前(b)摻雜後 82
圖3.34十二臂鏈交聯型導電性星狀高分子薄膜(12-PBA-PM2)摻雜前後之紫外-可見光吸收光譜(a)摻雜前(b)摻雜後 83


表目錄
表3. 1導電薄膜之λmax、λonset與光學能隙值 79
表3. 2交聯型星狀高分子薄膜之導電度 83
dc.language.isozh-TW
dc.subject原子轉移自由基聚合反應zh_TW
dc.subject導電高分子zh_TW
dc.subject星狀高分子zh_TW
dc.subject聚丙烯酸正丁酯zh_TW
dc.subjectconducting polymeren
dc.subjectpoly(n-butyl acrylate)en
dc.subjectatom transfer radical polymerizationen
dc.subjectstarburst polymeren
dc.title交聯性聚丙烯酸正丁酯-聚噻吩星狀共聚物之合成與性質分析zh_TW
dc.titleSynthesis and Characterization of Cross-linked Starburst Poly (n-butylacrylate)-Polythiophenes Copolymersen
dc.typeThesis
dc.date.schoolyear97-2
dc.description.degree碩士
dc.contributor.oralexamcommittee郭昌恕,廖文彬,林金福
dc.subject.keyword導電高分子,星狀高分子,原子轉移自由基聚合反應,聚丙烯酸正丁酯,zh_TW
dc.subject.keywordconducting polymer,starburst polymer,atom transfer radical polymerization,poly(n-butyl acrylate),en
dc.relation.page113
dc.rights.note未授權
dc.date.accepted2009-08-05
dc.contributor.author-college工學院zh_TW
dc.contributor.author-dept高分子科學與工程學研究所zh_TW
顯示於系所單位:高分子科學與工程學研究所

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