双酚Z型聚碳酸酯的合成工艺改进及在OPC中的应用

论文摘要

本文以双三氯甲基碳酸酯（三光气）和1,1’-双（4-羟基苯基）环己烷（双酚Z）为原料,以二氯甲烷为溶剂,三乙胺为催化剂,制备得到了双酚Z型聚碳酸酯。通过对三光气的加料方式、反应温度、碱比、催化剂加入量等工艺条件进行考察,得到了能稳定反应和控制分子量的方法,获得了双酚Z型聚碳酸酯的最佳工艺为:1,1’-双（4-羟基苯基）环己烷（双酚Z）15mmol,三光气18mmol,三乙胺0.57mmol,碱比6.2,引发温度0℃,缩聚温度20℃,产品Mw 5万左右,Mn 4万左右,Mw/Mn小于2,收率96%。实验同时对双酚Z型聚碳酸酯的后处理工艺进行了改进,得到以水为析出溶剂,二氯甲烷回收率为60%的经济环保型后处理工艺。根据以上工艺,以双酚Z,双酚A和三光气共聚得到了在甲苯中溶解度良好的共聚树脂。双酚Z和双酚A摩尔比例为7:3时,可以得到重均分子量3.9万,数均分子量2.6万,分散指数1.4的产物,收率97%。最后通过紫外吸收光谱,红外吸收光谱对合成化合物的结构进行了鉴定,并通过差示扫描量热分析,得到双酚Z型聚碳酸酯及共聚聚碳酸酯的玻璃化温度。对双酚Z型聚碳酸酯及与双酚A的共聚聚碳酸酯的流变性能进行了研究,通过对其屈服应力、收缩情况、触变环等方面的研究,考察了其成膜性能。并对其粘度-剪切率曲线进行拟合,得到了空穴传输材料在聚碳酸酯溶液中的溶解相容情况。以合成的不同分子量聚碳酸酯作为粘结树脂,Y-TiOPc作为电荷发生材料,CT-106作为空穴传输材料制备出功能分离型光导体,并测试其性能。结果表明,双酚Z型聚碳酸酯在甲苯中性能表现较在卤代烷中优异,而且通过考察不同分子量范围产品的应用性能,发现使用本文制备的聚碳酸酯为传输层粘结剂,分子量Mw在310万,Mn在210万、在甲苯中的浓度为15%（wt）时,其粘度在20～200mPa·s之间,适合用涂布法制备有机光导器件。测试结果表明,制备的器件的充电电位在-600V左右,暗衰率在5V/s左右,残余电位在-10V左右,光敏性0.075lx.s,显示了较高的电荷保持能力和优良灵敏度。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 有机光导体
• 1.1.1 有机光导体的结构与应用原理
• 1.1.2 有机光导体的生产工艺
• 1.1.3 有机光导体的测试指标
• 1.2 有机光导材料及研究进展
• 1.2.1 电荷产生材料研究进展
• 1.2.2 传输材料研究进展
• 1.2.3 电荷传输层树脂的研究进展
• 1.2.4 OPC 的研究方向
• 1.2.5 粘结剂使用溶剂的选择
• 1.3 聚碳酸酯的性能
• 1.3.1 力学性能
• 1.3.2 耐热性能
• 1.3.3 化学性能
• 1.3.4 电性能
• 1.3.5 光学性能
• 1.4 聚碳酸酯的制备
• 1.4.1 聚碳酸酯的一般生产工艺
• 1.4.2 聚碳酸酯合成新技术
• 1.4.3 聚碳酸酯后处理工艺
• 1.5 聚碳酸酯的改性方向及其应用
• 1.5.1 阻燃材料
• 1.5.2 合金化材料
• 1.5.3 纳米复合材料
• 1.6 聚碳酸酯的市场情况
• 1.6.1 国外市场及生产状况
• 1.6.2 国内市场及生产状况
• 1.6.3 发展前景
• 1.7 课题研究意义及主要研究内容与创新点
• 1.7.1 课题研究意义
• 1.7.2 本文研究工作
• 第二章 实验部分
• 2.1 引言
• 2.2 原料与仪器
• 2.2.1 主要原料和试剂
• 2.2.2 实验仪器
• 2.3 实验方法
• 2.3.1 双酚Z 型聚碳酸酯的合成
• 2.3.2 双酚Z 与双酚A 共聚型聚碳酸酯合成
• 2.3.3 聚碳酸酯的后处理
• 2.4 测试方法
• 2.4.1 分子量测定
• 2.4.2 差示扫描量热（DSC）分析
• 2.4.3 流变性测试
• 2.4.4 OPC 的制备及性能测试
• 第三章 结果与讨论
• 3.1 双酚Z 型聚碳酸酯合成条件研究
• 3.1.1 反应温度对分子量大小影响
• 3.1.2 催化剂用量及加入方式对分子量及其分布的影响
• 3.1.3 氢氧化钠用量对反应影响
• 3.2 双酚Z 与双酚A 共聚型聚碳酸酯合成研究
• 3.3 反应稳定性研究
• 3.4 双酚Z 型聚碳酸酯后处理工艺改进
• 3.5 不同相对分子量聚碳酸酯流变性能研究
• 3.5.1 聚碳酸酯的屈服应力
• 3.5.2 聚碳酸酯的结构恢复能力
• 3.5.3 聚碳酸酯的频率与储能（损耗）模量关系
• 3.5.4 聚碳酸酯的触变性曲线
• 3.5.5 聚碳酸酯的粘度模型拟合
• 3.6 聚碳酸酯在有机光导体中的应用性能研究
• 3.7 双酚Z 型聚碳酸酯表征
• 3.7.1 双酚Z 型聚碳酸酯的红外吸收光谱分析
• 3.7.2 双酚Z 型聚碳酸酯的紫外吸收
• 3.7.3 双酚Z 型聚碳酸酯的DSC 测试
• 第四章 结论
• 参考文献
• 发表论文和科研情况说明
• 附录
• 致谢