以自修复聚合物为基底的发光材料/聚合物复合薄膜的制备和修复性能研究

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有机发光材料与无机发光材料在受到外部激励(光、热、机械和电刺激)后会发光,这种特性被广泛应用于固态照明、平板显示器、柔性屏幕和防伪显示。由于有机发光材料与无机发光材料都呈溶液或粉末状,其无法实现自支撑,它们在实际应用中都需要与其他的聚合物材料复合去构成发光材料复合体器件,而发光材料复合体器件在使用中容易发生断裂或破损,并且这种损伤难以修复,会进一步破坏器件结构的完整性和发光性能。因此,发光材料复合体器件受损后不可修复的问题极大地制约着有机发光材料和无机发光材料的广泛应用。自修复聚合物在断裂或破损后可以自主地进行修复。受之启发,本论文通过将有机或无机发光材料与自修复聚合物复合的方法,实现了发光材料复合体裂后的结构自修复和图案重构。主要研究内容包括三个部分:(1)通过将有机发光材料砜荧光素与自修复聚合物PDMS-MPU0.4-IU0.6复合,制备了自修复的砜荧光素/聚合物复合薄膜,研究了砜荧光素掺杂浓度对复合薄膜光致发光性能和自修复性能的影响;(2)解决了无机发光材料与自修复聚合物在复合中的荧光粉团聚的问题,并通过比较荧光粉团聚在聚合物中的复合薄膜与荧光粉均匀分散在聚合物中的复合薄膜的拉伸性能,研究了荧光粉末的团聚效应对复合薄膜的自修复性能的影响;(3)通过将无机发光材料Sr Al2O4:Eu2+(SAOE)和Na Nb O3:Pr3+(NNOP)与自修复聚合物PDMS-MPU0.4-IU0.6复合,制备了自修复的SAOE/聚合物复合薄膜和NNOP/聚合物复合薄膜,研究了无机发光材料/聚合物复合薄膜的发光性能和自修复性能,设计了一种发光图案的重构实验。论文取得了如下研究结果:1、在有机发光材料与自修复聚合物的复合研究中,将砜荧光素与PDMS-MPU0.4-IU0.6复合后得到的自修复的砜荧光素/聚合物复合薄膜具有优异的光致发光性能、自修复性能。质量比为0.001%的砜荧光素浓度为最佳的掺杂浓度。当高于该浓度时,复合薄膜的自修复性能会大大降低;当低于该浓度时,复合薄膜的发光强度会降低。2、在无机荧光粉与自修复聚合物的复合实验中,我们使用二甲基甲酰胺作为分散剂解决了无机发光材料在聚合物中团聚的问题。添加了二甲基甲酰胺作为分散剂的复合薄膜的拉伸性能和自修复性能显著高于未添加分散剂的复合薄膜。3、通过将SAOE与NNOP荧光粉分别与PDMS-MPU0.4-IU0.6复合,制备得到自修复的SAOE/聚合物复合薄膜和NNOP/聚合物复合薄膜具有光致发光、长余辉发光、应力发光、自修复的性能,基于以上性能我们成功实现了发光图案的重构。以上这些研究结果有望为设计用于防伪、集成光学、光通信和人造皮肤的多功能的自修复复合材料提供新的应用方向。
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