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印刷技术作为传统的加成制造工艺(Additive Process)具有低成本、低能耗、柔性化、绿色环保,并且适合大面积卷对卷(Roll-2-Roll)生产等优点,近年来在电子器件及其产品生产中备受关注。尤其是有机印刷电子具备轻薄、柔性、性能稳定、易加工、适用范围广等特点越来越受到青睐,其中印刷有机发光二极管(OLED)、有机光伏电池(OPV)、有机薄膜晶体管(OTFT)、有机传感器、有机存储装置以及智能穿戴设备等无一不是研究的热点。共轭导电聚合物聚3,4-乙撑二氧噻吩(PEDOT)具有电导率高、光学透过性好、热稳定性好等特点被广泛应用到上述各领域。本征态的PEDOT材料在大多数溶剂中不溶,不利于印刷加工。虽然经聚苯乙烯磺酸根阴离子(PSS)掺杂后能在水中形成均匀稳定的PEDOT:PSS分散液,但导电性能下降,环境稳定性不好,电学性能不稳定等缺点导致其适用性大大降低。为了进一步提升PEDOT的性能并能更好的适应印刷工艺要求,本文提出了几种方法来合成具有纳米结构的PEDOT材料以及纳米复合材料,提升和增加材料相应的性能,并将其制备成功能性油墨(墨水)或基材应用到印刷电子中,对其印刷适性和功能性进行研究,具体内容如下:(1)采用反向界面法通过改变反应条件制备三个系列的纳米PEDOT材料,分别是不同油水比例、温度和氧化程度,从而得到了不同形貌特征和氧化聚合程度的纳米颗粒。通过表征和测试,分析了材料的形貌、结构、导电性能、稳定性、光学性能和电化学性能并讨论了不同反应条件对它们的影响以及其不同的应用领域。结果表明,具有较高聚合程度、更小尺寸或更大长径比的纳米颗粒具有更好导电性能,反之则表现出一定的半导特征和电容性。这些纳米形貌的PEDOT材料具有良好的分散性和加工性能,应用中功能单一可控,受影响因素少,性能更加稳定。(2)将不同形貌的纳米PEDOT颗粒配置成喷墨打印墨水,聚苯乙烯磺酸钠(PSSNa)作为分散剂和增粘剂调节粘度,采用非离子表面活性剂调节表面张力。通过压电式喷头对墨水的喷墨打印适性进行测试和研究,对墨水分散性和稳定性、流变特性、墨滴飞行速度、喷出墨滴的体积、墨滴飞行形貌以及在不同基材上的沉积情况的来分析判断墨水的印刷适性。结果表明较高聚合程度、较大长径比和比表面积的纳米颗粒分散性更好,表面张力在30mN/m~40mN/m,粘度在8mPa·s~20mPa·s,压电频率不超过10kHz时具有最佳印刷适性。良好的喷墨打印适性有效的解决了传统金属纳米墨水一直受到团聚和堵塞等带来的生产故障和产品缺陷,或是采用前驱体打印带来的加工方法复杂化,充分发挥印刷电子技术和产品的优势。(3)通过原位聚合方法利用多壁碳纳米管(MWCNTs)作为模板,合成了不同MWCNTs含量的PEDOT:PSS/MWCNTs纳米复合材料。通过相应的表征和测试,分析了材料的形貌、结构、导电性能、稳定性、光学性能和电化学性能。结果表明,通过原位聚合,PEDOT能比较均匀的包覆在MWCNTs表面,并且可以在复合材料内部形成均匀分散的导电网络从而提升材料导电性和热稳定性等性能。随着MWCNTs的增加,材料的光学透过性下降,在光电器件中应用时添加量不宜超过0.3%。(4)选用羧甲基纤维素(CMC)连同PEDOT:PSS/MWCNTs复合材料一起分散在水溶液中制备高粘度凝胶电致变色油墨,通过丝网印刷印制色块和图案并组装成电致变色显示器件。通过对其电化学和光电性能测试来评价材料和器件电致变色性能以及油墨的印刷适性。结果表明PEDOT:PSS/MWCNTs油墨比纯的PEDOT:PSS具有更高的循环稳定性和电流变化速率,MWCNTs能提高电荷传输速率从而提高响应速度。在氧化态产生变色行为时,微量的MWCNTs对电致变色材料及其器件的透射光学密度和色差都有很大程度提高。该凝胶电致变色油墨具有良好分散性和稳定性,且具备良好的印刷适性,既能够印出均匀的色块外,也能印刷出精细图案的线条和点。此外,CMC干燥后的多孔结构对功能油墨电学性能的提升起到积极作用,这一性能亦可推广到其它电子器件和产品。(5)在利用TEMPO辅助氧化法制备纳米纤维素(CNFs)的基础上,通过原位聚合的方法合成PEDOT:PSS/CNFs纳米复合材料,采用多元醇一锅法还原制备纳米银线。随后利用抽滤层层组装的方式得到一系列透明柔性薄膜,包括CNFs薄膜、CNFs-Ag薄膜、PEDOT:PSS/CNFs薄膜以及PEDOT:PSS/CNFs-Ag薄膜。通过相应的表征和测试,分析了材料的形貌、结构、导电性能、稳定性、光学性能以及电化学性能。结果表明,薄的CNFs薄膜具有接近90%的透光性,可用作印刷电子中的各种透明柔性基材;CNFs-Ag薄膜可以用作为各种柔性器件的透明电极替代昂贵的ITO透明电极;PEDOT:PSS/CNFs薄膜显示出一定的P-型半导特征和电容特性,适合作为OTFT基材以替代传统硅基的透明基材;PEDOT:PSS/CNFs-Ag薄膜则是两面分别具有导电和半导特性的特殊基材。