[发明专利]一种聚(3-己基噻吩)导电网络结构及其制备方法

说明书

本发明公开了一种聚(3‑己基噻吩)导电网络结构及其制备方法。该方法制备出超高分子量聚乙烯溶液，通过旋涂仪将该溶液旋涂在氧化后的热硅片上制备得到超高分子量聚乙烯shish‑kebab网络结构；然后将配制的聚(3‑己基噻吩)溶液滴涂在上述网络结构上制备得到聚(3‑己基噻吩)导电网络结构。该方法简单易于操作，制备时间短、效率高；得到的网络结构成环状规则排列，具有很好的导电性能，作为聚合物导电网络，具有很好的应用前景。

技术领域

本发明属于导电聚合物加工技术领域。具体涉及一种聚(3-己基噻吩)导电网络结构及其制备方法。

技术背景

导电聚合物的发现对于微电子、光电工业制造技术革新有着极其重要的影响。导电聚合物不仅具有独特的电(光、磁)学性质，而且易于加工，具有独特的性能组合，这是其他材料所不具备的。

聚(3-己基噻吩)(简称P3HT)作为一种优良的共轭光电材料具有独特的结构特征(π电子共轭体系)，因其成本低，场效应移动性高，溶液加工性强，并且相比于其他聚噻吩材料有着更高的自组织和电荷传输性能，使其在光显示、场效应晶体管和太阳能电池等方面，具有很大的潜在应用市场。因此，自发现导电聚合物以来，该材料受到广泛关注，进行了深入的探索研究。目前，诱导聚(3-己基噻吩)结晶的方法主要有三种，其一，在一层取向薄膜上用熔体拉膜的方法诱导聚(3-己基噻吩)结晶，由于在过程中聚(3-己基噻吩)没有和硅片直接接触，其导电效果很差；其二，采用溶剂蒸发法，但过程缓慢，效率差，操作难度大；其三，采用其它高分子聚合物诱导聚(3-己基噻吩)外延结晶，但是每个聚(3-己基噻吩)晶体之间缺乏联系，而导致其导电性较差。

聚乙烯作为一种典型的半结晶性聚合物，拥有简洁的化学结构。超高分子量聚乙烯是一种线性结构的具有优良综合性能的热塑性工程塑料，超高分子量聚乙烯溶液通过超高拉伸工艺会形成shish-kebab网络结构，此结构中伸直链晶体作为“shish”，折叠链晶体作为“kebab”，因此，该结构具有很好的热稳定性，能够较好的作为聚(3-己基噻吩)导电网络结构制备的诱导体。

本发明利用聚(3-己基噻吩)容易在其他材料表面上成核的性能，将聚(3-己基噻吩)与超高分子量聚乙烯相结合，利用超高分子量聚乙烯诱导聚(3-己基噻吩)外延结晶制备得到了聚(3-己基噻吩)导电网络。

发明内容

为了实现上述目的，本发明提供了一种聚(3-己基噻吩)导电网络结构及其制备方法，该方法简单易于操作、时间短、效率高，制备得到的聚(3-己基噻吩)导电网络结构具有很好的导电性；

另外，通过该方法制备得到的聚(3-己基噻吩)导电网络结构，P3HT纳米纤维(P3HT晶体)微观上采取edge-on取向，均匀并垂直排列在超高分子量聚乙烯网络结构上，形成了shish-kebab结构，而宏观上是各向同性的，并且借助超高分子量聚乙烯网络结构，每个P3HT晶体相互联系并形成网络结构；制备得到的P3HT纳米纤维(P3HT晶体)和硅片直接接触，上述结构均增强了网络结构导电性。

本发明是通过以下技术方案实现的

一种聚(3-己基噻吩)导电网络结构的制备方法，该方法包括以下步骤：

(1)超高分子量聚乙烯shish-kebab网络结构的制备：

a.取超高分子量聚乙烯在溶剂中进行溶解混合，然后对混合物进行加热，得到超高分子量聚乙烯溶液；

b.取硅片，对硅片进行氧化处理，氧化处理完成后，将氧化后的硅片置于旋涂仪中，然后对置于旋涂仪上的硅片进行加热并保温；

c.步骤b所述旋涂仪上的硅片加热保温完成后，迅速将步骤a所述加热溶解后的超高分子量聚乙烯溶液置于旋涂仪的硅片上进行旋涂，旋涂完成后，将旋涂在硅片上的超高分子量聚乙烯冷却至室温，即得到超高分子量聚乙烯shish-kebab网络结构；