功能高分子化学 电致发光材料及器件
电致发光材料
电致发光材料电致发光材料，又称为电致冷光材料，指的是能够通过电场或电流激发而发出可见光的材料。
电致发光材料在现代电子技术和光电子技术中具有广泛的应用，例如LED、液晶显示器等。
最常见的电致发光材料是LED（Light Emitting Diode），也就是电致发光二极管。
LED是一种具有电致发光特性的二极管，通过施加正向电压，使得电子和空穴重新组合并释放能量，产生可见光。
LED具有体积小、节能、寿命长等优点，广泛应用于室内外照明、屏幕显示、汽车照明等领域。
另外一种常见的电致发光材料是有机电致发光材料（OLED）。
有机电致发光材料是一种由有机化合物构成的薄膜材料，通过电压激发有机分子的激发态，从而发出光线。
OLED具有发光均匀、色彩鲜艳、可弯曲等特点，因此被广泛应用于手机屏幕、电视屏幕、车载显示器等领域。
除了LED和OLED，还有一些其他的电致发光材料，如电致发光多晶硅材料、电致发光蓝宝石材料等。
这些电致发光材料都具有突出的发光特性，可以通过激励能源（如电场或电流）来产生发光效果。
电致发光材料的运作原理可以简单地描述为电子和空穴在材料中重新组合并释放能量，产生光线。
具体来说，当材料中施加电压时，电子会从高能级跃迁到低能级，而空穴则从低能级跃迁到高能级。
当电子和空穴重新组合时，释放出能量，这些能量以光的形式辐射出来。
电致发光材料的应用广泛，不仅可以用于照明和显示领域，还可以用于传感、通信、医疗等领域。
电致发光材料具有发光效率高、寿命长、响应速度快等优点，因此在现代科技中扮演着重要的角色。
总之，电致发光材料是一类能够通过电场或电流激发而发光的材料，其中LED和OLED是最常见的电致发光材料。
电致发光材料具有广泛的应用前景，推动了现代电子技术和光电子技术的发展。
电致发光高分子综述
电致发光高分子材料综述AA（BB）摘要：高分子发光二极管（PLED）是由英国剑桥大学的杰里米伯勒德及其同事首先发现的。
聚合物大多由小的有机分子以链状方式结合在一起，以旋涂法形成高分子有机发光二极管，因其巨大的科学和商业价值而得到了广泛的关注，是近来国际上的研究热点。
对于各种新材料的不断开发和深入研究，PLED器件日益实用化。
本文主要讨论了电致发光材料的概念、发光机理，详细介绍了成膜方法中的三种：旋转涂布、印刷技术、喷墨打印，以及PLED的具体分类，另外，综述了近几年国内外关于高分子聚合物在电致发光材料领域的研究进展，介绍了有机高分子发光材料的发展现状，概述了其市场前景及相关的应用，并展望了高分子电致发光材料的发展趋势。
关键词：高分子；电致发光；成膜方法；研究现状Electroluminescent polymer ReviewStudent’ s name:AA（BB）Abstract:Polymer light-emitting diode (PLED) first discovered by Jerry Mibo Lede of the University of Cambridge and his colleagues. Most organic polymer molecules from the small ones to chain together by a spin-coating to form polymer organic light-emitting diodes, because of its great scientific and commercial value ,it has been widespread concerned, and becomes the recent international researchs’ focus. For the continuous development of new materials and in-depth researchs, PLED devices become increasingly practical. This paper mainly discusses the concept of electroluminescent material, light-emitting mechanism, the three methods of the film-forming: spin coating, printing, inkjet printing, and the PLED specific categories. In addition, it overviews the recent years’domestic and foreign polymer progress of research in electroluminescent materials, describes the recent status of the development of organic polymer light-emitting materials, overviews the market prospects and related applications, and prospects of polymer electroluminescent material trends.IKeywords：Polymer; EL; film-forming method; Research status目录中文摘要 (I)英文摘要 ............................................................ I I 目录 ............................................................... I II 1. 绪论 .. (1)1.1定义 (1)1.2发光机理 (1)1.3高分子发光材料成膜方法 (1)1.3.1旋转涂布 (2)1.3.2印刷技术 (2)1.3.3喷墨打印 (2)1.4分类 (3)1.4.1笏类电致发光材料 (3)1.4.1.1芴的均聚物类电致发光材料 (3)1.4.1.2芴的共聚物类电致发光材料 (4)1.4.1.3芴的纳米晶或纳米乳液类电致发光材料 (4)1.4.2香豆类有机电致发光材料 (5)1.4.3聚对苯乙炔-噻吩共轭聚合物电致发光材料 (5)1.4.3.1单体合成路线 (5)1.4.3.2聚合物的合成 (6)1.4.4含1,3,4-二恶唑环系的高分子有机电致发光材料 (6)1.4.4.1主链含1,3,4-二恶唑环系的高分子有机电致发光材料. 61.4.4.2侧链含1,3,4-二恶唑环系的高分子有机电致发光材料. 62. 国内外研究现状 (7)2.1新型甲壳型液晶高分子的电致发光性能研究 (7)2.2 含磷高分子有机电致发光材料 (8)2.3 蓝色荧光材料 (8)2.4 高分子发光材料的颜色及调节 (9)3. 市场与应用 (9)4. 研究发展趋势与展望 (12)5.参考文献 (13)1.绪论信息技术，纳米技术，生物技术被誉为21世纪的最具前景的三大技术，它们将会给人们的生活方式带来彻底的改变。
聚集诱导发光(aie)在功能高分子材料中的应用
聚集诱导发光（本人E）在功能高分子材料中的应用一、概述功能高分子材料是一种具有特定功能的材料，广泛应用于光电器件、生物医学、催化等领域。
近年来，聚集诱导发光（本人E）材料作为一种新型的发光材料，受到了研究者们的广泛关注。
本人E材料具有不溶于水的特性，有机溶剂中可溶，具有高效的发光性能，其在功能高分子材料中的应用具有重要意义。
二、本人E材料的特性1. 不溶于水的特性本人E材料不溶于水，这使得它在水性体系中具有独特的应用优势。
在生物医学领域，本人E材料可以用于细胞成像和药物传递系统中。
2. 有机溶剂中可溶在有机溶剂中，本人E材料可以完全溶解，形成溶液状。
这使得本人E 材料可以被方便地喷涂在各种基板上，应用于光电器件领域。
3. 高效的发光性能本人E材料在激发状态下能够发出强烈的荧光，具有高效的发光性能。
这使得本人E材料在光电器件领域具有广阔的应用前景。
三、本人E材料在功能高分子材料中的应用1. 光电器件本人E材料可以被应用于有机发光二极管（OLED）、柔性显示器等光电器件中。
由于本人E材料具有高效的发光性能和良好的溶解性，可以制备出高性能的光电器件。
2. 生物医学本人E材料可以被用于细胞成像和药物传递系统中。
由于本人E材料不溶于水，可以避免在生物体内发生溶解，并且具有高效的发光性能，能够清晰地观察细胞结构和功能。
3. 化学催化本人E材料可以被用于催化反应。
由于本人E材料具有高效的发光性能，可以通过荧光方法来研究催化反应的动力学和机理。
四、本人E材料在功能高分子材料中的发展趋势1. 多功能化未来的本人E材料将会朝着多功能化方向发展，不仅具有发光性能，还能够具有温敏性、光敏性等多种功能。
2. 高性能化随着本人E材料的研究不断深入，其性能将会不断提高，使得其在功能高分子材料中的应用更加广泛。
3. 应用领域拓展本人E材料在功能高分子材料中的应用领域将会不断拓展，涵盖更多的领域。
五、结论本人E材料作为一种新型的发光材料，在功能高分子材料中具有重要的应用意义。
功能高分子化学-13(电活性高分子-1)
高分子驻极体的压电、热电性质
高分子驻极体带有显性电荷 物质的压电性质：物体受到一个应力时，材料发生 变性，在材料上诱导产生电荷。
d : 压电应变常数
1 Q d A T
T : 应力 Q : 电量 A : 测试材料面积
材料的压电性质是一个可逆过程。 物质的热电性质：材料自身温度发生变化时，在材料 表面的电荷会发生变化。 换能材料
O
n CH 3
MEH-PPV的合成 Gilch法
OH O
K 2CO 3; DMF; Reflux
Br O O
HCl; HCHO; ZnCl2 Reflux CH 3
CH 3
O
O
THF; tert-C 4 H 9OK
ClH 2 C O CH 2 Cl
25 OC
O
n
CH 3
CH 3
电致发光器件: ITO/MEH-PPV/Ca, 测得内电子效率为1.0%
高绝缘性非极性聚合物 制备高分子驻极体的材料 高极性聚合物
外力 测定
材料
材料形变
带电状况变化
电压值变化
驻极体压电和热电现象示意图
材料名称 聚偏氟乙 烯 聚氟乙烯 陶瓷 石英
压电常数 d31 (C/N) 20 1 171 2
热电常数 Pn[C/(cm2.K)] 4 1 50
介电常数 Ε（10Hz) 15 8.5
该法使用少。
2. 浸涂或旋涂成膜法
溶剂 涂层材料 一定浓度溶液 ITO电极 .. . ..
.
单层膜
溶剂挥发
一定浓度溶液
可制多层器件的膜
需要电致发光材料溶解在适当的溶剂中,限制了应用。 3、原位聚合法
在电极表面直接进行聚合反应而成膜。可利用 电化学反应、光化学方法引发聚合。 适用于溶解性很差的高分子电致发光材料,可制得非常 薄的膜。
功能高分子复习资料
功能高分子—上篇—李晓东篇第一章功能高分子材料总论I 功能高分子材料概述★什么是功能高分子材料？高分子主链上或支链上加上一种或几种具有某些特殊性质的基团，使它能在光、电、磁、阻燃和耐高温等性能方面有特殊的性质，对物质的能量和信息具有传输、转化或贮存的作用。
★功能高分子材料如何分类？①按照性质和功能分为：反应型高分子、光敏高分子、电活性高分子、膜型高分子功能、吸附性高分子、高性能工程材料、高分子智能材料；②按照用途分为：医用高分子、分离用高分子、高分子化学反应试剂、高分子染料。
II功能高分子材料的结构与性能的关系★功能高分子的结构层次如何划分？元素组成、官能团结构、链段结构、微观构象结构、超分子结构和聚集态、宏观结构。
（由微观到宏观）★功能高分子材料的构效关系指什么？结构的变化产生性能变化之间的关系★官能团的性质与聚合物功能之间有什么关系？I.功能高分子的性质主要取决于所含的官能团；II.功能高分子的性质取决于聚合物骨架与官能团的协同作用；III.官能团与聚合物不可区分；IV.官能团在功能高分子中起辅助作用。
（骨架作用越来越大）★聚合物骨架有何作用？I.溶解度下降效应；II.机械支撑作用；III.模板效应；IV.稳定作用；V.其他作用。
★简述聚合物骨架的种类和形态。
主要有线性聚合物、分支聚合物、交联聚合物：I.以聚乙烯、聚苯乙烯、聚苯醚等为代表的饱和碳链型聚合物；II.以聚酯、聚酰胺骨架为代表的聚合物；III.以多糖和肽链为代表的大分子；IV.以聚吡咯、聚乙炔、聚苯等为主链带有线性共轭结构的聚合物；V.以聚芳香内酰胺为主链的梯形聚合物。
★简述高分子材料与功能相关的性质。
①聚合物的溶胀和溶解性质(溶剂分为两性溶剂、溶胀剂和非溶剂。
其交联度和溶胀度成反比主要是因为交联度越大，网隙率越小，溶剂越难渗入)②聚合物的多孔性；③聚合物的渗透性；④功能高分子的稳定性（机械稳定性和化学稳定性）。
III功能高分子材料的制备策略★简述功能高分子材料的制备的常用方法。
高分子材料的电致发光
小分子蓝光材料5，Tg=207 oC，可以溶于常见的 有机溶剂中，能隙为2.91eV
EL器件7.7V时，亮度为300cd/m2，效率为1.22lm/W，最 大发光波长为424nm，基本上为纯蓝光发射。
1980年在金属催化剂催化下，通过2，5-二 溴噻吩的缩聚，获得了不带取代基的聚噻 吩。 1985年首次将烷基引入聚噻吩的3位，制成 烷基聚噻吩，PATs或P3ATs。 此后，不断合成出各种取代聚噻吩。 3位引入碳原子数目大于4的烷基时，聚噻 吩可溶于氯仿等有机溶剂中。
取代基对聚噻吩的光电性质的影响
在主链上插入硅原子，打断共轭长度，使材料发光效率有所 提高，缺点是共轭主链载流子迁移率下降。
（５）使载流子从电极注入器件后，获得载流子传输 平衡的材料对器件性能的提高至关重要。
将齐聚噻吩与电子传输能力好的噁二唑单元共聚后，既获 得了电子和空穴传输平衡的聚合物，使器件性能提高；
同时，共聚物的发光波长随噻吩的数目增多而红移（蓝至 绿至橙光）。
当芴臂超过一定长度就可以得到饱和红光。 芴臂的引入使得卟啉具有相当好的溶解性，芴环 的位阻效应也使材料在固态溥膜中不发生聚集.
量子效率是卟啉化合物2倍多。
苯为核心的芴的超支化合物14溶于常见有机溶剂 最大吸收和发射波长分别在310 nm和330 nm (THF)， 有望成为一种良好的蓝光材料
6.3.5芴的纳米晶或者纳米乳夜类电 致发光材料
高分子发光材料的特点：
1、 可以避免晶体析出 2、来源广泛、可以根据特定性能进行分子设计 （通过分子设计还可设计分子、超分子水平上具有 特定功能的发光器件，实现能 带调控，得到全色 发光的优点 ）
功能高分子化学课件电致发光材料及器件
这种薄膜式ACEL器件具有非 常好的亮度、稳定性、视角和效 率，因此发展很快。
03.04.2021
典型的三层式的ACEL器件截面图8
发光亮度B和施加的电压V之间的关系为：
其中B0、C为由发光条件、元件结构和磷光材料决定的常数。
对发光器件中的主要成分磷光体的要求是：
亮度高、效率高、颜色纯及其寿命长。
满足这些条件的有II—VI族化合物(ZnS、ZnSe、CaS和SrS)和某些三元硫化 物(CaGa2S4和SrGa2S4)的掺杂半导体。 对于全色显示，除了绿色和红色外，还要求难以得到的发射蓝光的磷光体， 如ZnS：Tm和SrS：Ce。它们大都是在约1000℃高温下用熔融法制备的。 下表列出了一些典型例子。表中L40指阈值电压40V时的发光性能。
进一步考虑LS耦合后还可以得到按光谱支项2S+1LJ表示的更细微的能级分 裂。其能级高低的规律是：当L、S都相同时，对于小于半充满f的电子组态， J值越小的电子组态越稳定；对于大于半充满的电子组态，则J值越大的越 稳定。前图中用光谱支项2S+1LJ(因能级太密，在图中用(2S十1)LJ表示)所标 识的各个Re3+多重态能级图，反映了这些规律，其中谱项的宽度大致表示 不同能级在晶体场中的分裂程度。
03.04.2021
15
三价稀土化合物的4fn组态中共有1639个能级。能级之间的可能跃迁数高达 199177个。电子跃迁时遵守电偶极跃迁选择定则：△L＝土1、 △S＝0和 |△|＜2L(f组态为L＝3)。因此f→f跃迁(△J＝0)应是字称守恒所禁阻的。但实 际上，由于晶格振动、对称性降低、磁偶极跃迁和f→d跃迁的出现等原因， 还是可以观察到f→f跃迁。因此，稀土化合物是一类很有发展前途的光学材 料，在激光材料、发光材料和陶瓷及玻璃着色剂方面有广泛应用。
电致发光及其器件
电致发光的历史： 无机电致发光： 1936年：基于ZnS构造了第一个粉末电致发光磷光体(phosphor)；并制 造了第一个有效的掺Mn的ZnS薄膜电致发光显示装置(ELD)。
人们曾经将这种ELD和光导膜结合，用于光放大器和x射线增强器， 1960年在日本曾用于电视成像。 1962年：美国通用电气公司发明第一个无机半导体GaAsP的商 品化光发射二极管(LED)。 在无机电致发光化合物中，目前主要的方向是发展掺杂稀土元素的 多色显示材料。这种材料广泛应用于视频器件、音响设备和测控仪 器中，并已取得了令人瞩目的成就。
进一步考虑LS耦合后还可以得到按光谱支项 2S+1LJ 表示的更细微的能级分 裂。其能级高低的规律是：当L、S都相同时，对于小于半充满f的电子组态， J值越小的电子组态越稳定；对于大于半充满的电子组态，则J值越大的越 稳定。前图中用光谱支项2S+1LJ(因能级太密，在图中用(2S十1)LJ表示)所标 识的各个Re3+多重态能级图，反映了这些规律，其中谱项的宽度大致表示 不同能级在晶体场中的分裂程度。
3、稀土离子的激发机理 稀土的发光有直接激发和间接激发两种机理。 直接激发机理： 由于热载流子(一般是动能约2一10eV的电子)和掺杂的稀土离子直接相互 作用而使稀土离子的4f(5d)电子激发到激发态。 一般认为，在电致发光中主要是热载流子在绝缘体和金属界面处与掺杂稀 土离子发生电子碰撞而发生激发。这种碰撞激发可以看做热载流子与稀土 离子的非弹性碰撞。 间接激发机理： 在光致发光中十分重要。间接激发是一个多步骤 过程。首先，光子激发一个并不发光的中心(即光 敏剂S，这时相当于给体D)，再由该中心通过能量 传递而激发稀土离子(受体A)。右图表示了这样一 种通过激发的给体—受体对(DAP)进行能量传递而 激发稀土离子的过程。 在这种间接过程中，速率限制性步骤一般是从光敏剂激发态到稀土离子的 能量传递过程。
电功能高分子材料简介
导电高分子材料
美国科学家A F Heeger，A G Macdiarmid和日本科学家H Shirakawa因为发现聚乙炔 （Polyacetylene）的导电性而 获得2000年诺贝尔化学奖 材料的导电性能通常以电导率来 衡量，通常的聚合物都是绝缘材 料，即使导电聚合物在纯态也只 相当于半导体，进行复合、修饰、 掺杂以后则显著改变导电性能， 例如，经过碘掺杂的聚乙炔的导 电能力已可达到σ=105
复合型导电高分子材料
导电机理：
主要有两类理论：一是宏观的渗流理论，即导电通道（作为分散相的导电粒子在连续相 中形成导电网络——粒子间距离小于1nm）学说；另一种是量子力学的隧道效应和场致 发射效应（粒子间距离在电场发射有效距离之内——小于5nm）学说
性质与应用： 1、导电性能。导电胶黏剂，导电橡胶，电极材料等 2、热敏性能。利用温度升高电阻率增大的正温度系数效应 （Positive/Negative Temperature Coefficient，PTC）制备 自控温材料和器件、热敏电阻、限流器件等
复合型导电高分子材料
导电填充材料：
目前主要有碳系材料（炭黑、石墨、碳纤维）、金属（金、 银、铜、镍、不锈钢）、金属氧化物（氧化锌、氧化锡）、 结构型导电高分子（聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺）四大类。选 择依据只要是导电率、相容性、成本、稳定性、加工性能等 制备成型工艺：
将导电材料、聚合物基体和其他添加剂经过成型加工工艺组 合成具有实际应用价值的材料和器件是非常重要的方面。目 前主要有反应法（均匀性好）、混合法（容易加工）和压片 法三种。
b. 离子导电聚合物；
c.氧化还原型导电聚合物 。
复合型导电高分子材料
概念：
复合型导电高分子材料是指以高分子材料为基体（连续 相），与各种导电性物质，通过分散复合、层积复合、表 面复合或梯度复合等方法构成的具有导电能力的材料。
发光材料的发光机理以及各种发光材料的研究进展(精)
发光材料的发光机理以及各种发光材料的研究进展罗志勇20042401143摘要：发光材料种类繁多，自然界中很多物质都具有不同程度的发光现象。
本文通过按照不同的发光机理，将现在常见的发光物质进行分类，并介绍他们的发展与研究进展。
关键词：发光材料发光机理进展1.前言物质的发光可由多种外界作用引起，如电磁辐射作用、电场或电流的作用、化学反应、生物过程等等。
根据不同的发光原因，可以将发光材料分为光致发光材料、电致发光材料、化学发光材料等等。
发光材料涉及了无机和有机功能材料和固、液、气三种聚集状态，所以又可以将发光材料分为无机固体发光材料和有机发光材料等等。
现在人们研究得比较深入的有有机电致发光材料、有机光致发光材料、有机偏振发光材料、稀土高分子发光材料、无机电致发光材料、纳米稀土发光材料等等。
不同的发光材料可以应用于各种光源、显示器等现代显示技术之中。
2.发光材料的发光机理2.1光致发光材料发光机理光致发光材料是指在一定波长的光照射，材料分子中基态电子(主要是π电子和f、d电子)被激发到高能态，电子从高能态回到激发态时，多余的能量以光的形式散发出来，达到发光的目的。
这种发光材料称为荧光材料，大部分的稀土发光材料均以这种方式发光，原因是稀土元素基本都具有f电子，并且f电子的跃迁方式多样，因此稀土元素是一个丰富的发光材料宝库。
2.2电致发光材料发光机理电致发光是在直流或交流电场的作用下，依靠电流和电场的激发使材料发光的现象，也称场致发光。
电致发光的机理有本征式和注入式两种。
本征式场致发光是用交变电场激励物质，使产生正空穴和电子。
当电场反向时，那些因碰撞离化而被激发的电子，又与空穴复合而发光。
注入式场致发光是指n-型半导体和p-型半导体接触时，在界面上形成p-n结。
由于电子和空穴的扩散作用，在p-n结接触面的两侧形成空间电荷区，形成一个势垒，阻碍电子和空穴的扩散。
n区电子要到达p区，必须越过势垒；反之亦然。
当对p-n结施加电压时会使势垒降低。
功能高分子材料
• 聚合物的物理功能化主要是通过小分子功能化合物与聚合 物的共混和复合来实现的
物理共混的主要运用
• 物理共混的方法可以用于当聚合物或者功能型小分子缺乏 反应活性，不能或者不易采用化学接枝反应进行功能化， 以及被引入的功能型物质对化学反应过于敏感，不能承受 化学反应条件的情况下对其进行功能化；如：有机/无机 絮凝剂的复合，导电橡胶、磁性橡胶的制备
功能单体
高分子化
成型
天然高分子或 聚合物
改性
功能化
成型
途径一
功能性单体的制备
主要问题：功能性基团和可聚合基团的引入
可聚合基团：
• 通过有机化学的方法，在上面的基团的分子结构中引入 一些功能性的基团如：-NH2、-SH、-CONH2等
• 或通过相反的过程， 在一些具有功能性的 分子中引入可聚合基 团；例如：单独的乙 苯不能发生聚合和反 应，但通过双键的引 入能聚合生成聚苯乙 烯
• 特点：可选择的高分子广泛，许多高分子材料在一定的条 件下都可以发生接枝反应，如基苯乙烯、聚乙烯醇、纤维 素、淀粉等；相比于第一种制备方法，所制备的功能高分 子材料机械性能较好，不易出现功能基团的掩埋等现象；
• 缺点：发生接枝反应的条件要求较高，一般需要利用高温、 高压、辐射等手段先将高分子链上的某些位置先活化，才 能发生接枝反应；
• 物理共混主要可以分为熔融共混和溶液共混
• 熔融共混：先将聚合物熔融，在熔融态下加入功能型小分 子，搅拌均匀，根据功能型小分子溶解状态，可分为均相 共混和多相共混
• 溶液共混：将聚合物溶解在一定的溶剂中，然后功能型小 分子溶解或分散在聚合物形成的溶液中，蒸发溶剂后，得 到共混聚合物；
• 共混改性的特点：方法简单，快速，多数情况下不受场地 和设备的限制；也不受聚合物和功能型小分子反应活性的 影响，适用范围宽，得到的聚合物功能性基团分布也比较 均匀
功能高分子材料
功能高分子材料的分类按照性质和功能分为7种：反应型高分子材料：包括高分子试剂、高分子催化剂和高分子染料，特别是高分子固相合成试剂和固定化酶试剂等。
光敏型高分子：包括各种光稳定剂、光刻胶，感光材料、非线性光学材料、光导材料和光致变色材料等。
电活性高分子材料：包括导电聚合物、能量转换型聚合物、电致发光和电致变色材料以及其他电敏感性材料等。
膜型高分子材料：包括各种分离膜、缓释膜和其他半透性膜材料、离子交换树脂、高分子螯合剂、高分子絮凝剂等。
吸附型高分子材料：包括高分子吸附性树脂、高吸水性高分子、高吸油性高分子等。
高分子智能材料：包括高分子记忆材料、信息存储材料和光、磁、pH、压力感应材料等。
高性能工程材料：如高分子液晶材料，耐高温高分子材料、高强高模量高分子材料、阻燃性高分子材料和功能纤维材料、生物降解高分子等按用途分类：医药用高分子材料、分离用过高分子材料、高分子化学反应试剂、高分子染料。
反应型高分子材料高分子试剂：氧化还原型试剂，卤代试剂，酰化试剂，烷基化试剂，亲核试剂，亲电试剂，固相合成试剂。
高分子反应试剂——小分子试剂经高分子化，在某些聚合物骨架上引入反应活性基团，得到具有化学试剂功能的高分子化合物。
特点：在反应体系中不溶解，易除去；立体选择性好；稳定性好；特殊应用，固相反应载体。
高分子催化剂——将小分子催化剂通过一定的方法与高分子骨架结合，得到的具有催化活性的高分子物质。
反应型高分子试剂优点：不溶性；多孔性；高选择性；化学稳定性；可回收再利用。
催化反应按反应体系的外观特征分为两类：①均相催化反应：催化剂完全溶解在反应介质中，反应体系成为均匀的单相。
②多相催化反应：与均相催化反应相反，在多相催化中催化剂自成一相，反应过后通过简单过滤即可将催化剂分离回收。
高分子催化剂种类：高分子酸碱催化剂；高分子金属络合物；高分子相转移催化剂；固定化酶。
固相反应生物活性大分子一般合成很慢，Merrifield利用固相合成大大缩短合成时间。
精细化工产品分类
序号
产品类别
1
农药
2
染料
3
涂料（油漆）和油墨
4
颜料
5
试剂和高纯物
6
食品添加剂
7
粘合剂
8
催化剂
9
日用化学品和防臭防霉剂，包括香料、化妆品、肥皂和合成洗涤剂、芳香防臭剂、杀菌防霉剂
10
汽车用化学品
11
纸及纸浆用化学品
12
脂肪酸
13
稀土化学品
14
精细陶瓷
15
医药
16
兽药和饲料添加剂
序号
产品类别
长链脂肪酸：棕榈酸，硬脂酸，花生酸，山嵛酸，木质素酸，蜡酸，褐煤酸，蜜蜡酸。
13
稀土化学品
稀土元素氧化物，稀土元素的氢氧化物，稀土元素的含氧酸盐，稀土元素的卤化物，稀土元素的氢化物，稀土元素的硼化物，稀土元素的碳化物和硅化物，第ⅤA族元素的稀土化合物，稀土元素的硫化物。
14
精细陶瓷
氧化铝陶瓷，氧化锆陶瓷，氧化硅陶瓷，微晶玻璃陶瓷。
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生化制品和酶
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其它助剂，包括表面活性剂、橡胶助剂、高分子絮凝剂、石油添加剂、塑料添加剂、金属表面处理剂、增塑剂、稳定剂、混凝土外加剂、油田助剂等
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功能高分子材料
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摄影感光材料
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有机电子材料
精细化工产品分类举例
序号
产品类别
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农药
杀虫剂：无机和矿物质类，植物性类，有机合成类；
除草剂：苯氧羧酸类，苯氧基类，取代脲类，磺酰脲类，氨基甲酸酯类，有机磷类，三氮苯类；
石油加工催化剂：催化裂化催化剂，重整催化剂，加氢精制催化剂，加氢裂化催化剂；
功能高分子
电活性高分子材料
电活性高分子材料的发展导致了导电聚合物，
聚合物电解质，聚合物电极的出现。此外超导、电
致发光、电致变色聚合物也是近年来的重要研究成
果，其中以电致发光材料制作的彩色显示器已经被
日本和美国公司研制成功，有望成为新一代显示器
件。此外众多化学传感器和分子电子器件的发明也
得益于电活性聚合物和修饰电极技术的发展。
人工骨材料、高分子药用材料
医用高分子的分类
医用高分子是一门分子的定义至今尚不十分明确。另 外，由于医用高分子是由多学科参与的交叉学科， 根据不同学科领域的习惯出现了不同的分类方式。 目前医用高分子材料随来源、应用目的等可以 分为多种类型。各种医用高分子材料的名称也很不 统一。
2. 非纤维素酯类膜材料 （1）非纤维素酯类膜材料的基本特性 ① 分子链中含有亲水性的极性基团； ② 主链上应有苯环、杂环等刚性基团，使之有 高的抗压密性和耐热性； ③ 化学稳定性好； ④ 具有可溶性； 常用于制备分离膜的合成高分子材料有聚砜、 聚酰胺、芳香杂环聚合物和离子聚合物等。
（2）主要的非纤维素酯类膜材料 （i）聚砜类 O S 聚砜结构中的特征基团为 O ，为了引入亲水基 团，常将粉状聚砜悬浮于有机溶剂中，用氯磺酸进行 磺化。 聚砜类树脂常用的制膜溶剂有：二甲基甲酰胺、 二甲基乙酰胺、N—甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜等。
（5）药用高分子 这类高分子包括大分子化药物和药物高分子。 前者是指将传统的小分子药物大分子化，如聚 青霉素；后者则指本身就有药理功能的高分 子，如阴离子聚合物型的干扰素诱发剂。
除此之外，还有以下一些常用的分类方法。 （1）按材料的来源分类 1）天然医用高分子材料 如胶原、明胶、丝蛋白、角质蛋白、纤维素、 多糖、甲壳素及其衍生物等。 2）人工合成医用高分子材料 如聚氨酯、硅橡胶、聚酯等。
轻质结构功能一体化新材料
轻质结构功能一体化新材料一、轻质材料轻质材料是轻质结构功能一体化新材料的重要组成部分，其重量轻、强度高，能够有效地减轻结构的重量，提高结构的效率。
常见的轻质材料包括玻璃纤维、碳纤维、有机高分子材料等。
二、结构材料结构材料是构成轻质结构功能一体化新材料的主体，需要具备高强度、高刚度、耐久性等特性。
常用的结构材料包括钢、铝、钛等金属材料以及复合材料，如碳纤维复合材料、玻璃纤维复合材料等。
三、功能材料功能材料是轻质结构功能一体化新材料的重要组成部分，能够实现特定的功能，如传感、驱动、发热、发光等。
功能材料的种类繁多，包括电致伸缩材料、磁致伸缩材料、电致发光材料、光致发光材料等。
四、一体化设计一体化设计是指将轻质材料、结构材料和功能材料进行有机结合，形成一个完整的结构体。
一体化设计需要考虑各种材料的特性、加工工艺、制造成本等因素，实现最优化的设计。
五、材料性能优化为了提高轻质结构功能一体化新材料的性能，需要对各种材料的性能进行优化。
例如，可以通过改变材料的组成成分、改变材料的内部结构、改进材料的加工工艺等方式，提高材料的力学性能、耐久性、稳定性等。
六、多材料集成多材料集成是指将不同种类的材料进行有机结合，形成一个完整的结构体。
多材料集成需要考虑各种材料的特性、兼容性、连接方式等因素，实现最优化的集成效果。
七、复合材料应用复合材料是由两种或两种以上的材料组成的一种新型材料。
复合材料的性能优于单一材料的性能，能够在轻质结构功能一体化新材料中发挥重要作用。
常见的复合材料包括金属基复合材料、树脂基复合材料等。
八、新材料制备技术制备技术是实现轻质结构功能一体化新材料的关键技术之一。
目前，一些先进的制备技术已经应用于新材料的制备中，如化学气相沉积技术、激光熔覆技术、3D打印技术等。
这些制备技术能够制备出具有优异性能的新材料，为轻质结构功能一体化新材料的制备提供有力支持。
九、环境友好性轻质结构功能一体化新材料需要具备环境友好性，即在使用过程中对环境的影响较小。
高分子发光材料
高分子发光材料有机发光材料与无机发光材料相比，以其易合成、易加工、成本低、质轻、发光颜色全等特点越来越受到关注。
近几年以有机发光材料制备的发光器件已临近应用阶段，成为当前流行的液晶显示器件的强力竞争对手。
目前研究比较活跃的有聚噻吩、聚苯胺、聚毗咯、聚笏⑺等。
2.1高分子光致发光材料2.1.1简介高分子光致发光材料是将荧光物质（芳香稠环、电荷转移络合物或金属）引入高分子骨架的功能高分子材料。
高分子光致发材料均为含有共轭结构的高聚物材料。
2. 1.2发光机理高分子在受到可见光、紫外光、X一射线等照射后吸收光能，高分子电子壳层内的电子向较高能级跃迁或电子基体完全脱离，形成空穴和电子.空穴可能沿高分子移动，并被束缚在各个发光中心上，辐射是由于电子返回较低能量级或电子和空穴在结合所致。
高分子把吸收的大部分能量以辐射的形式耗散，从而可以产生发光现象⑻。
2.1.3分类按照引入荧光物质而分为三类2. 1.3. 1高分子骨架上连接了芳香稠环结构的荧光材料，应稠环芳烃具有较大的共轭体系和平面刚性结构，从而具有较高的荧光量子效率。
其中广泛应用2. 1.3. 2共轭结构的分子内电荷转移化合物有以下几类2.1.3.2. 1两个苯环之间以一C=C一相连的共轭结构的衍生物⑼如图2。
吸收光能激发至激发态时，分子内原有的电荷密度分布发生了变化。
这类化合物是荧光增白剂中用量最大的荧光材料，常被用于太阳能收集和染料着色。
图2共轭结构的衍生物2 .1.3.2 .2香豆素衍生物no-⑵如图3。
在香豆素母体上引入胺基类取代基可调节荧光的颜色，它们可发射出蓝绿岛红色的荧光，已用作有机电致发光材料。
但是，香豆索类衍生物往往只在溶液中有高的量子效率，而在固态容易发生荧光猝灭，故常以混合掺杂形式使用。
图3香豆素衍生物2. 1.3. 3高分子金属配合物发光材料，许多配体分子在自由状态下并不发光，但与金属离子形成配合物后却能转变成强的发光物质。
8—羟基喹琳与Al、Be、Ga、In、Sc、Yb、Zn、Zr等金属离子形成发光配合物［⑶。
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1987年，美国柯达公司的邓青云(C.W.Tang)和VanSlyke对有机EL做了开 创性的工作。它们将具有高荧光量子效率的8-羟基喹啉铝配合物(简记为 A1q3)作为发光层，用芳香二胺作为空穴传输层，用低功率的镁银合金 阴极，并采用蒸发镀膜法制备出多层结构器件。EL材料的激发电压已降 至10V以下，发光强度大于1000 cd·m-2，发光效率高于1.5lm·W-1。
载流于是由某种机理(如交流 电场下的碰撞电离)而产生的电子。 当电子到达绝缘体／半导体的界 面时就被捕获。
这种薄膜式ACEL器件具有非 常好的亮度、稳定性、视角和效 率，因此发展很快。
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典型的三层式的ACEL器件截面图8
发光亮度B和施加的电压V之间的关系为：
其中B0、C为由发光条件、元件结构和磷光材料决定的常数。
第二节 电致发光材 料及其器件
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处于激发态的分子、晶体和非晶态物质在退激过程中会产生辐射， 即发光。根据其受激的方式，这种激发态发光可以分为三种形式：
光致发光（photoluminescence，PL） 电致发光（electroluminescence，EL） 阴极发光（cathodeluminescence，CL）
在无机电致发光化合物中，目前主要的方向是发展掺杂稀土元素的 多色显示材料。这种材料广泛应用于视频器件、音响设备和测控仪 器中，并已取得了令人瞩目的成就。
无机EL的优点是稳定性高；缺点是短波发光有待开发，作为显像管体积太大， 大面积平板显示器制作工艺上有困难，发光颜色不易改变，很难提供全色显 示等。
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实用的多层结构：
通常对电致发光薄膜器件采 用多层式的金属／绝缘体／半导 体／绝缘体／金属(MISIM)结构。 在典型的ACEL-MISIM器件中，发 光的半导体并不和电极直接接触。 衬底为玻璃，薄膜沉积在可带有 预定花样的透明In-Sn氧化物(1TO 玻璃)上，再用后电极(A1)覆盖。
若一个光源在一给定方向下发射出频率为540×1012Hz的单色辐射，且其辐射强度为1/683瓦 每球面度，则该光源在这方向上的光强为1cd。
荧光灯的亮度大约为8000cd/m2，显示器的亮度只要有300cd/m2就足够了。目前最亮的有机
2020/1/E6 L器件可以超过140000cd/m2。
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分子薄膜EL器件的优点：
电致发光的两种类型:
一种是撞击式电致发光：电压直接或间接加在电极之间而引起的发光， 如通常日光灯的发光。 另一种是电荷注入电致发光：电压加在直接固定于单晶半导体(如 GaAs)PN结的电极上，由于载流子的注入而引起发光，如通常发光二 极管(LED)的发光。
电致发光是电能转化为光能的过程。
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对这种在强电场下发生的电致发光现象的物理本质仍然不太清楚，但其 主要过程大致如下：
①由电极注入载流子(如从阴极注入电子或从阳极注入空穴)， ②在电场下载流子被加速， ③通过某种机理(如电子和稀土离子碰撞或者电子和空穴复合后将能量传 递给金属离子)激发金属活性离子， ④电子从激发态跃迁到基态而发光， ⑤从器件中输出所发射的光。
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电致发光的历史：
无机电致发光：
1936年：基于ZnS构造了第一个粉末电致发光磷光体(phosphor)；并制 造了第一个有效的掺Mn的ZnS薄膜电致发光显示装置(ELD)。
人们曾经将这种ELD和光导膜结合，用于光放大器和x射线增强器， 1960年在日本曾用于电视成像。 1962年：美国通用电气公司发明第一个无机半导体GaAsP的商 品化光发射二极管(LED)。
1983年，Partridge研究了聚合物的电致发光，但亮度太低，没有引起重视。 总之，60~80年代中期，有机EL徘徊在高电压、低亮度、低效率的水平上。
蒽：结晶三环烃 [anthracene] C6H4(CH)2C6H4,其纯品为白色带紫色荧光,在蒸馏煤焦 油最后阶段得到,用作发光材料(如在闪烁计数器中),特别是用于涂层(如用于吸收紫外光)
从成分上看，多样性分子设计易于实现，因而大大地丰富了发光的颜色。 例如，8—羟基哇琳衍生物中，A1q3发光颜色为绿色(λ max＝520 nm)，Mgq2和 Znq2的发光颜色则分别是绿色(λ max ＝518nm)和黄色(λ max ＝570 nm)。 发光亮度和效率高；全固化的主动发光；视角宽，响应速度快；制备过程简单， 费用低；超薄膜，重量轻；易于实现大面积彩色显示；可以制作在柔性衬底上， 器件可以弯曲、折叠；具有与集成电路相匹配的直流低电压驱动特性。
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一、无机电致发光器件和材料
大多数多色磷光体电致发光材料是掺有不同稀土元素或过渡元素(作为活化剂) 的II-VI族半导体。
根据磷光体(分散于透明介质的粉末或蒸镀薄膜)的激发电压的不同，一般将 EL器件分为直流电致发光(DCEL)器件和交流电致发光(A，Pope研究了蒽单晶片（10~20微米）的电致发光，当时，需要400V 的电压才能观察到蒽的蓝色荧光；之后的研究将电压降低到100V左右，获得 5%光子/电子的外量子效率； 1982年用真空蒸镀制成了50nm厚的蒽薄膜，进一步将电压降到30V，观察到 了蓝色荧光，但外量子效率只有0.03%，这主要是电子的注入效率太低以及 蒽的成膜性不好而存在易击穿的缺点。
对于ACEL中的玻璃衬底、透明导电膜、绝缘膜和金属电极等材料的一般要求：
①可以在电场(110 V·cm-1)下激发而不被击穿， ②在发光的阈值电压下介电材料的行为类似于绝缘体， ③能设法将磷光体沉积成薄膜(如用溅射、蒸发、化学气相沉积和分子柬外延 法等)。