芴基及吲哚芴基藍(lán)光聚合物的合成與表征.pdf

1、聚合物電致發(fā)光材料由于具有很多突出的優(yōu)點(diǎn)一直吸引著人們的研究興趣,已經(jīng)取得了廣泛的研究進(jìn)展。但是現(xiàn)階段還存在很多問題,如藍(lán)光材料存在效率低、壽命短、色純度差等缺點(diǎn),需要進(jìn)一步改善。因此,合成藍(lán)光發(fā)射的共軛聚合物并對(duì)其光電性能進(jìn)行研究,具有非常重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。我們的研究工作就是以此作為出發(fā)點(diǎn)和重點(diǎn)。聚芴(PF)是很好的有希望得到實(shí)際應(yīng)用的藍(lán)光材料。而聚吲哚芴有同聚芴相似的一系列優(yōu)點(diǎn)且其發(fā)光峰在人眼更為敏感的440-460 nm之間。

2、同時(shí),聚芴、聚吲哚芴的剛性內(nèi)聯(lián)苯單元和平面幾何特征使其聚合物有著較強(qiáng)的分子間作用和規(guī)整性,從而使其易于形成激基復(fù)合物。
　　由于吡啶是一種具有亞胺缺電子結(jié)構(gòu)和良好氧化穩(wěn)定性的芳環(huán);咔唑基團(tuán)、芳香三胺類化合物和二苯醚等都是較好的空穴傳輸材料,具有一系列卓越的熱學(xué)性能和光電性能。將這些單元引入聚芴或聚吲哚芴主鏈中可以提高聚合物共軛鏈柔順性、降低聚合物共軛長(zhǎng)度和調(diào)節(jié)聚合物能級(jí),從而調(diào)節(jié)目標(biāo)產(chǎn)物的光電性能,有望得到具有良好色坐標(biāo)和色純度、

3、較高熒光量子效率的新的藍(lán)光聚合物材料。
　　在本論文中我們合成了一系列的芴基及吲哚芴基藍(lán)光共軛聚合物,并對(duì)其結(jié)構(gòu)和各項(xiàng)性能進(jìn)行了表征和研究。
　　在第三章中,我們通過采用經(jīng)改進(jìn)的Chichibabin反應(yīng)制備了兩種含三苯基吡啶的二溴化合物,2,6-雙(3-溴苯基)-4-苯基吡啶和4-(3,5-二溴苯基)-2,6-二苯基吡啶。并通過采用Pd催化的Suzuki偶合反應(yīng)成功將其引入到聚芴主鏈中合成得到了兩種以聚芴為主鏈的共軛共聚物

4、:聚[2,7-(9,9-二辛基)芴-co-2,6-雙(3-苯基)-4-苯基吡啶](PFO-TPP1)和聚[2,7-(9,9-二辛基)芴-co-4-(3,5-二苯基)-2,6-二苯基吡啶](PFO-TPP2)。所得聚合物具有較高的分子量和良好的溶解性,加工成膜性較好。聚合物PFO-TPP1和PFO-TPP2在THF溶液中(10-5 mol/L)的紫外-可見吸收光譜的最大吸收峰分別位于325 nm和329 nm,要比均聚芴的吸收峰(360

5、nm)藍(lán)移約30 nm;在THF溶液中(10-5 mol/L)的PL光譜的最大發(fā)射峰分別位于383 nm和387 nm,其主峰相比于聚芴(428 nm)都發(fā)生了明顯的藍(lán)移。說明將TPP1和TPP2引入到聚芴主鏈中,有效的降低了聚合物的有效共軛長(zhǎng)度。PFO-TPP1和PFO-TPP2的最低未占有軌道(LUMO)能級(jí)分別為-2.53 eV和-2.64 eV,低于聚芴的LUMO能級(jí)(-2.17 eV),這說明聚合物分子主鏈中引入三苯基吡啶結(jié)構(gòu)

6、單元后其聚合物的LUMO能級(jí)都有所降低。這樣可以降低電子在陰極的注入勢(shì)壘,在器件的制備及使用過程中有利于調(diào)節(jié)電子以及空穴的注入平衡。
　　在第四章中,我們將3,6-二溴-N-辛基咔唑、2-(4-溴苯基)-N-苯胺和對(duì)溴二苯醚引入到聚吲哚芴主鏈中合成得到了三種以聚吲哚芴為主鏈的共軛聚合物:聚[2,8-6,6,12,12-四辛基吲哚芴-co-3,6-N-辛基咔唑](PIF-CZO)、聚[2,8-6,6,12,12-四辛基吲哚芴-co-

7、2-(4-苯基)-N-苯胺](PIF-TPA)、聚[2,8-6,6,12,12-四辛基吲哚芴-co-對(duì)二苯醚](PIF-DPE)。共聚物的光學(xué)帶寬(Eg)分別為3.0 eV、2.78 eV、2.82 eV。所得聚合物具有較高的分子量和良好的溶解性,易溶于常用的有機(jī)溶劑,加工成膜性好。但聚合物的分子量較小,需要進(jìn)一步提高。所得聚合物的紫外-可見吸收光譜和PL、EL光譜中的最大峰值相對(duì)于吲哚芴的均聚物來(lái)說都有所藍(lán)移,這說明CZO、TPA和D