受SEBS微相分离结构及组分浓度调控的PCDTPT/SEBS共混薄膜的电学与机械性能

《Macromolecules》：Electrical and Mechanical Properties of PCDTPT/SEBS Blend Films Driven by SEBS Microphase-Separated Structures and Component Concentrations

研究通过调整PCDTPT/SEBS混合比例及SEBS微相分离结构，优化了薄膜导电性和机械性能，揭示了微相结构及组分浓度对CP/弹性体薄膜性能的关键影响。

　　

聚苯乙烯-聚（乙烯-丙烯-丁烯）-聚苯乙烯（SEBS）是一种常用的弹性体，常与共轭聚合物（CPs）混合使用，以改善其电学和机械性能。然而，SEBS的微相分离结构及其组分浓度对CP/SEBS共混薄膜性能的影响尚不清楚。本研究选择了一种脆性的聚[4-(4,4-十六基-4H-环戊[1,2-b]:5,4-b’]二硫苯-2-基-[1,2,5]噻唑[3,4-c]吡啶]（PCDTPT）半导体与SEBS进行混合。通过等浓度和变浓度混合方法，在固定的PCDTPT/SEBS重量比下精细调节组分浓度，并将PCDTPT/SEBS共混溶液的总浓度变化控制在较窄范围内。采用变浓度混合方法制备的PCDTPT/SEBS共混薄膜具有优化的SEBS微相分离结构。这种结构减少了SEBS与PCDTPT之间的表面能差异，从而增强了PCDTPT的长程分子有序性，提高了电荷传输效率；同时形成了互穿网络，减小了相域尺寸，有效促进了应力耗散。因此，这些PCDTPT/SEBS共混薄膜表现出更高的导电性（载流子迁移率）和裂纹起始应变（COS），优于采用等浓度混合方法制备的薄膜。一旦确定了最佳的微相分离结构，进一步调节组分浓度可以进一步影响PCDTPT/SEBS共混物的电学和机械性能。本工作强调了嵌段共聚物弹性体微相分离结构（及其相关的表面能）在优化CP/弹性体共混薄膜微观结构和性能中的关键作用。此外，本研究为弹性体调制策略提供了重要见解，包括微相分离结构控制和组分浓度调节，有助于开发兼具优异机械耐久性和高电学性能的可拉伸半导体薄膜。