【摘 要】
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近年来,可拉伸电子产品是当今电子器件的主流方向,其中,聚合物半导体作为有源器件的关键材料受到了广泛关注。侧链工程对共轭聚合物的性能有着深远的影响。硅氧烷是一类重要的侧链,因为它具有独特的物理化学性能,包括高柔韧性、热稳定性和耐候性。本论文围绕硅氧烷侧链工程。首先设计合成了不同长度的线性硅氧烷侧链修饰的高性能共轭聚合物。在此基础上,进一步探索线性硅氧烷侧链结构与半导体聚合物机械性能之间的关系,以实现
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近年来,可拉伸电子产品是当今电子器件的主流方向,其中,聚合物半导体作为有源器件的关键材料受到了广泛关注。侧链工程对共轭聚合物的性能有着深远的影响。硅氧烷是一类重要的侧链,因为它具有独特的物理化学性能,包括高柔韧性、热稳定性和耐候性。本论文围绕硅氧烷侧链工程。首先设计合成了不同长度的线性硅氧烷侧链修饰的高性能共轭聚合物。在此基础上,进一步探索线性硅氧烷侧链结构与半导体聚合物机械性能之间的关系,以实现聚合物半导体高电学性能和高机械性能的协同优化。本论文的主要内容总结如下:（1）设计并合成了一系列具有不同长度的线性杂化硅氧烷末端侧链的二酮吡咯并吡咯（DPP）和噻吩（TT）共轭聚合物。侧链中硅原子数分别为3、5、7个（PTDPPTT-Si-3、PTDPPTT-Si-5、PTDPPTT-Si-7,与之对比的两种参考聚合物PTDPPTT-Ref-1和PTDPPTT-Ref-2）。与PTDPPTT-Si-3相比,PTDPPTT-Si-5和PTDPPTT-Si-7具有更长的硅氧烷末端基团,因此具有更高的溶解性,聚合反应时获得更高的分子量。延长的硅氧烷侧链聚合物保持了较高的晶体管性能,分别为2.44 cm~2V-1 s-1和2.18 cm~2V-1s-1。且PTDPPTT-Si-7聚合物在使用非氯溶剂甲苯和正己烷加工时仍然显示较高的载流子迁移率。（2）研究了不同长度的硅氧烷侧链共轭聚合物拉伸下的薄膜形貌,机械性能以及电学稳定性。与PTDPPTT-Si-5和PTDPPTT-Ref-2相比,PTDPPTT-Si-7表现出优异的延展性和108±21 MPa的低拉伸模量,并在100%拉伸下保留了80%的初始迁移率。同时,PTDPPTT-Si-7具有优异的抗疲劳性,在50%应变下400次循环拉伸下仍然保持了稳定的迁移率、阈值电压及开关比。另外,延长的线性硅氧烷侧链降低了聚合物溶液在疏水性表面的接触角,提高了共轭聚合物的溶液加工性。本研究为线性硅氧烷侧链修饰的半导体聚合物在可穿戴电子领域的应用提供了重要的指导原则。
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