Poli(p-fenilen vinilen)

Poli(p -fenilen vinilen) (PPV yoki polifenilen vinilen) qattiq novda polimerlar oilasining oʻtkazuvchan polimeridir. PPV yuqori darajada tartiblangan kristalli yupqa plyonkaga qayta ishlanishi mumkin boʻlgan ushbu turdagi yagona polimerdir. PPV va uning hosilalari doping bilan elektr tokini oʻtkazadi. Suvda erimasa ham, uning prekursorlari suvli eritmada manipulyatsiya qilinishi mumkin. Kichik optik tarmoqli boʻshligʻi va uning yorqin sariq floresansi PPVni yorugʻlik chiqaradigan diodlar (LED) va fotovoltaik qurilmalar kabi ilovalarda nomzodga aylantiradi.^[1] Bundan tashqari, PPV elektr o'tkazuvchan materiallarni hosil qilish uchun qo'llanilishi mumkin. Uning jismoniy va elektron xususiyatlari funktsional yon guruhlarni kiritish orqali o'zgartirilishi mumkin.

Tayyorgarlik

PPVlarni turli usullar bilan sintez qilish mumkin, ularning tafsilotlari tozaligi va molekulyar ogʻirligini aniqlaydi. Eng ommabop usullar p- ksililen oraliq moddalari orqali $\alpha ,\alpha$ '-almashtirilgan para-ksilenlardan asos bilan induktsiyalangandan soʻng amalga oshiriladi.^[1]

Boshqa usullar

Ksililen asosidagi marshrutlar sintetik metodologiyada ustunlik qilsa-da, boshqa koʻplab marshrutlar baholangan.

Bosqichli oʻsish yoʻllari

PPV aromatik bifosfoniy tuzidan olingan bis (ilid) va dialdegid, ayniqsa 1,4-benzendialdegid oʻrtasida Wittig tipidagi birikmalar orqali sintezlanishi mumkin.

Ushbu Vittig kondensatsiyasi kabi bosqichli oʻsish birlashma reaksiyalari odatda 5-10 takroriy birlik bilan past molekulyar ogʻirlikdagi oligomerni beradi. Har xil yon guruhlarning (alkil, alkoksi yoki fenil) qoʻshilishi polimerning eruvchanligini oshiradi va yuqori molekulyar ogʻirliklarni beradi. Bosqichli polimerizatsiya usulining afzalligi shundaki, asosiy zanjirga orto-, meta- va para-ksililen birikmalari kiritilishi mumkin. Belgilangan stereoregularity sopolimerlari ham shu tarzda osonlik bilan amalga oshirilishi mumkin.

PPV hosilalari benzil nitril va aromatik dialdegid oʻrtasidagi Knoevenagel kondensatsiyasi orqali ham ishlab chiqarilishi mumkin. Ushbu usul nitril guruhining gidrolizi kabi koʻplab yon reaksiyalarni keltirib chiqarganligi sababli, reaksiya sharoitlarini diqqat bilan optimallashtirish kerak edi.

Hek ulanish yoʻllari

Etilenning turli xil aromatik dibromidlar bilan Hek reaksiyasi orqali birikishi erituvchi guruhlar mavjud boʻlganda oqilona molekulyar ogʻirliklarni (3000-10000) beradi. Biroq, bu usul gazsimon boshlangʻich materiallardan birini aniq miqdorda qoʻshishni talab qiladi, ortiqcha polietilen hosil boʻlishi mumkin.

Halqali ochiladigan marshrutlar

Bisiklooktadien birikmasi yuqori molekulyar ogʻirlikdagi va organik erituvchilarda eriydigan prekursor polimerini berish uchun halqani ochuvchi metatez polimerizatsiyasi (ROMP) orqali birlashtirildi. Ushbu polimer yupqa plyonkalar sifatida yotqizilishi va termal ravishda PPV ga aylantirilishi mumkin. Amin katalizatori ishtirokida pastroq konversiya haroratidan foydalanish mumkin.

ROMP yoʻnalishini PPVga oʻzgartirish uchun silil almashtirilgan paratsiklofan hosilasi ishlatilgan. PPV ga oʻtishga sililoksi guruhini yoʻq qilish, soʻngra termal ishlov berish yoki prekursor polimerini kislota bilan davolash orqali erishish mumkin. Ushbu usulning afzalligi shundaki, molekulyar ogʻirligi aniq boʻlgan polimerlar va blok-sopolimerlar osongina tayyorlanishi mumkin.

Tuzilishi va xususiyatlari

Eriydigan polimerik prekursor yoʻli bilan olingan yuqori yoʻnaltirilgan PPV plyonkalari odatda ikkita monomer birliklarini oʻz ichiga olgan monoklinik birlik hujayra bilan P21 simmetriyasiga ega: c (zanjir o'qi) = 0,658, a = 0,790, b = 0,605 nm va a (monoklinik burchak) = 123o (1-rasm). PPV zanjirlarining strukturaviy tashkil etilishi boshqa yuqori yo'naltirilgan qattiq novda polimerlarida topilganga o'xshaydi, bu yerda molekulalar tolalar o'qi bo'ylab (ko'pincha cho'zish yo'nalishi) yo'naltirilgan, ammo qisman eksenel translatsiya buzilishi bilan. </img>

PPV diamagnit material boʻlib, 10-13 S/sm ga teng boʻlgan juda past ichki elektr oʻtkazuvchanligiga ega.^[1] Elektr o'tkazuvchanligi yod, temir xlorid, gidroksidi metallar yoki kislotalar bilan qo'shilganda ortadi. Biroq, bu doplangan materiallarning barqarorligi nisbatan past. Umuman olganda, tekislanmagan, almashtirilmagan PPV doping bilan faqat o'rtacha o'tkazuvchanlikni ko'rsatadi, <<10-3 S/sm (I2 qo'shilgan) dan 100 S/sm (H ₂SO ₄ - qo'shilgan) gacha.^[1] 10 tagacha chizish nisbati mumkin. Alkoksi-almashtirilgan PPVlar odatda asosiy PPV ga qaraganda osonroq oksidlanadi va shuning uchun ancha yuqori o'tkazuvchanlikka ega. Uzunroq yon zanjirlar o'tkazuvchanlikni pasaytiradi va zaryad tashuvchilarning zanjirlararo sakrashiga to'sqinlik qiladi.

Ilovalar

Barqarorligi, qayta ishlanishi va elektr va optik xususiyatlari tufayli PPV turli xil ilovalar uchun koʻrib chiqilgan.^[1] 1989-yilda birinchi polimer asosidagi yorug'lik chiqaradigan diod (LED) emissiya qatlami sifatida PPV yordamida kashf qilindi. Polimerlar LEDlardagi molekulyar materiallarga nisbatan afzalliklarga ega, masalan, ishlov berish qulayligi, kristallanish tendentsiyasining pasayishi va yuqori issiqlik va mexanik barqarorlik. 1989-yildagi birinchi yutuqdan beri ko'p sonli PPV lotinlari sintez qilingan va LED ilovalari uchun ishlatilgan. Organik LEDda qattiq holatdagi lasing hali ko'rsatilmagan bo'lsa-da, poli[2-metoksi-5-(2'-etilgeksiloksi)-p-fenilen vinilen] (MEH-PPV) istiqbolli lazer bo'yog'i ekanligi isbotlangan. eritmadagi yuqori floresan samaradorligiga.

Polifenilen vinilen elektroluminesansga qodir, bu polimer asosidagi organik yorugʻlik chiqaradigan diodlarda qoʻllanilishiga olib keladi. PPV birinchi polimer yorugʻlik chiqaradigan diodlarda emissiya qatlami sifatida ishlatilgan. PPV asosidagi qurilmalar sariq-yashil yorugʻlik chiqaradi va almashtirish orqali olingan PPV lotinlari koʻpincha boshqa rangdagi yorugʻlik kerak boʻlganda ishlatiladi. Kislorodning oz miqdori boʻlsa ham, ish paytida qoʻzgʻatilgan polimer molekulalaridan kislorod molekulalariga energiya oʻtkazilishi natijasida yagona kislorod hosil boʻladi. Keyinchalik bu kislorod radikallari polimerning tuzilishiga hujum qilib, uning buzilishiga olib keladi. Shuning uchun PPV ishlab chiqarishda kislorod bilan ifloslanishning oldini olish uchun maxsus ehtiyot choralariga rioya qilish kerak.

PPV organik quyosh xujayralarida elektron beruvchi material sifatida ham ishlatiladi.^[2] PPV-ga asoslangan qurilmalar zaif assimilyatsiya va fotodegradatsiyadan aziyat cheksa-da, PPV va PPV hosilalari (ayniqsa MEH-PPV va MDMO-PPV) tadqiqot hujayralarida tez-tez qoʻllanadi.

Manbalar

↑ ^1,0 ^1,1 ^1,2 ^1,3 ^1,4 Skotheim, T. A. et al. Handbook of Conducting Polymers, 2nd ed.; CRC Press: New York, 1997; pp 343-351. ISBN 0-8247-0050-3, ISBN 978-0-8247-0050-8
↑ Li, Junxin; Sun, Na; Guo, Zhi-Xin; Li, Congju; Li, Yongfang; Dai, Liming; Zhu, Daoben; Sun, Denkui; Cao, Yong (2002). „Photovoltaic Devices with Methanofullerenes as Electron Acceptors“. The Journal of Physical Chemistry B. 106-jild, № 44. 11509–11514-bet. doi:10.1021/jp025973v.

[Reynolds-1] 1,0 ^1,1 ^1,2 ^1,3 ^1,4 Skotheim, T. A. et al. Handbook of Conducting Polymers, 2nd ed.; CRC Press: New York, 1997; pp 343-351. ISBN 0-8247-0050-3, ISBN 978-0-8247-0050-8

[2] Li, Junxin; Sun, Na; Guo, Zhi-Xin; Li, Congju; Li, Yongfang; Dai, Liming; Zhu, Daoben; Sun, Denkui; Cao, Yong (2002). „Photovoltaic Devices with Methanofullerenes as Electron Acceptors“. The Journal of Physical Chemistry B. 106-jild, № 44. 11509–11514-bet. doi:10.1021/jp025973v.

[1]

[2]