功能性超支化共軛聚合物的合成、表征及光物理性能研究.pdf

1、自從1990年發(fā)現(xiàn)聚苯乙烯撐具有電致發(fā)光現(xiàn)象以來,共軛聚合物光電材料的研究就成為了當(dāng)今高分子科學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。各種不同發(fā)光波長、不同結(jié)構(gòu)的共軛聚合物正在被源源不斷地開發(fā)出來。其中,超支化結(jié)構(gòu)由于合成相對(duì)簡單,并且其高度支化和球狀的獨(dú)特結(jié)構(gòu)能夠幫助抑制分子聚集體和激基締合物的產(chǎn)生,正在被逐步地引入到共軛聚合物體系中。同時(shí),將低能級(jí)的發(fā)光染料共聚到高能級(jí)的共軛聚合物上,是進(jìn)行發(fā)光波長調(diào)節(jié),甚至實(shí)現(xiàn)單一聚合物鏈白光發(fā)射的有效手段。此時(shí)體

2、系內(nèi)的能量轉(zhuǎn)移過程對(duì)于發(fā)光波長和熒光效率都有著決定性的影響。
　　 本論文的工作是在充分調(diào)研了文獻(xiàn)以后,結(jié)合課題組前期工作與積累,以及關(guān)于共軛發(fā)光聚合物和超支化聚合物的研究成果,設(shè)計(jì)合成了一系列摻雜不同功能單體的超支化聚芴,并對(duì)超支化結(jié)構(gòu)下共軛聚合物的穩(wěn)定性和能量轉(zhuǎn)移進(jìn)行了研究,主要分為兩個(gè)部分,分別簡要敘述如下:
　　 第一部分,含空間位阻基團(tuán)超支化聚芴的合成、表征及穩(wěn)定性研究。將超支化方法與高位阻基團(tuán)相結(jié)合,把大體積

3、的9,10-二溴蒽和具有正交結(jié)構(gòu)的2,7-二溴-螺(芴-9,9-氧雜葸)引入到以1,3,5-間三溴苯和三(4-溴苯基)胺這兩種支化單元為核的超支化結(jié)構(gòu)中,通過Suzuki反應(yīng)與芴分別共聚,得到一系列不同結(jié)構(gòu)的超支化聚芴藍(lán)光材料,對(duì)其結(jié)構(gòu)及光物理性質(zhì)進(jìn)行了表征,并利用熒光光譜對(duì)其光譜熱穩(wěn)定性進(jìn)行了細(xì)致的研究。研究表明,這些超支化聚合物具有較好的熱穩(wěn)定性及光譜穩(wěn)定性,其固體薄膜在空氣氛圍中,經(jīng)高溫下長時(shí)間退火后,發(fā)光性質(zhì)仍保持穩(wěn)定,無明顯紅

4、移現(xiàn)象及額外的綠光發(fā)射峰。這說明,所得聚合物既有超支化的獨(dú)特結(jié)構(gòu),大體積單體的空間位阻效應(yīng)又進(jìn)一步加劇了聚合物鏈的扭曲,有效地抑制了分子聚集及激基締合物的形成。與普通的線性聚芴相比,所合成的超支化聚芴材料的光譜熱穩(wěn)定性有了顯著提高。
　　 第二部分,超支化共軛聚合物的能量轉(zhuǎn)移研究。將不同含量的支化核(三苯胺)引入到芴與苯并噻唑的共聚物中,另外在相同含量的支化核條件下,改變芴與苯并噻唑的投料比,通過Suzuki反應(yīng)合成得到了一系列

5、不同支化度的聚合物,對(duì)其結(jié)構(gòu)及光物理性質(zhì)進(jìn)行了表征,研究了其中的能量轉(zhuǎn)移過程。其中,低能級(jí)的苯并噻唑單元在體系中充當(dāng)激子陷阱,芴單元受激發(fā)而產(chǎn)生的激子會(huì)通過鏈內(nèi)或(和)鏈間能量轉(zhuǎn)移的方式轉(zhuǎn)移到苯并噻唑單元。研究表明,在稀溶液中,由于超支化聚合物特殊的球狀結(jié)構(gòu),使得分子間很難靠近,難于形成鏈纏結(jié),鏈間能量轉(zhuǎn)移受阻,以鏈內(nèi)能量轉(zhuǎn)移為主,能量轉(zhuǎn)移效率隨著苯并噻唑單元含量和支化度會(huì)發(fā)生很大變化。在固態(tài)薄膜中,由于聚合物鏈堆積緊密,分子間距離很小