含雜環(huán)己烷亞甲基側(cè)鏈聚噻吩衍生物的合成及性質(zhì).pdf

1、近幾年來，由于聚合噻吩衍生物具有理想的電化學(xué)活性、環(huán)境穩(wěn)定性、易于加工等特點(diǎn)，它們在發(fā)光器件、場效應(yīng)管、光伏電池等方面的潛在應(yīng)用受到了廣泛的關(guān)注。進(jìn)一步提高和改善這類新型的導(dǎo)電聚噻吩類材料的光電特性，是目前主要的研究熱點(diǎn)。
　　 本文中首先以3-噻吩甲醇為起始原料，經(jīng)過溴化，酯化，Witting-Homer反應(yīng)，去保護(hù)基反應(yīng)制備出四種單體，包括環(huán)己烷亞甲基噻吩、4-(3-噻吩亞甲基)哌啶、4-(3-噻吩亞甲基)四氫吡喃、4-(3

2、-噻吩亞甲基)四氫噻喃，使用無水三氯化鐵氧化法在0℃對單體進(jìn)行了聚合。對單體和聚合物使用紅外法和核磁法進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征，使用凝膠色譜法測定了聚合物的分子量。對聚合物進(jìn)行了基本性質(zhì)的測定結(jié)果表明，聚合物具有好的溶解性，可以溶解在常用的有機(jī)溶劑中，還具有好的成膜性，TGA結(jié)果表明聚合物有良好的熱穩(wěn)定性。聚合物的紫外光譜結(jié)果表明聚合物的最大吸收與側(cè)鏈的極性和空間位阻有關(guān)，其中聚合物膜的最大吸收峰與溶液的紫外-可見吸收峰相比沒有發(fā)生明顯的紅移和藍(lán)

3、移，除了聚（3-4-四氫噻喃亞甲基）噻吩）膜的最大吸收峰比溶液中的紫外-可見吸收峰要紅移32nm，此外使用紫外光譜還研究了聚合物在不同溶劑中由于溶劑效應(yīng)引起的主鏈構(gòu)型的改變。合成的聚噻吩衍生物光致發(fā)光光譜在500-600nm之間，結(jié)果說明可通過對側(cè)鏈雜環(huán)的改變，可以調(diào)節(jié)聚合物發(fā)光的顏色從黃色到綠色，同時對聚合物光學(xué)能隙進(jìn)行了計(jì)算(2.OeV左右)，對聚合物進(jìn)行了電化學(xué)性質(zhì)的測定，并計(jì)算出聚合物的HOMO值，最后對聚合物薄膜的外貌進(jìn)行了分

4、析，薄膜是由微/納米結(jié)構(gòu)組成的。
　　 為了進(jìn)一步研究不同的側(cè)鏈對聚合物性質(zhì)的影響，合成了聚（3-（4-（N-芐基哌啶亞甲基））噻吩）、聚（3-4-(N-苯甲酰基哌啶亞甲基））噻吩）、聚（3-（4-（N-甲磺酰基哌啶亞甲基））噻吩）、聚（3-（4-（N-對甲苯磺?；哙喖谆┼绶裕⒕郏?-（4-(N-辛基哌啶亞甲基））噻吩）、聚（3-（4-（N-癸基哌啶亞甲基））噻吩）、聚（3-（4-（N-辛酰基哌啶亞甲基））噻吩）和聚(

5、3-(4-(N-癸?；哙喖谆?）噻吩）八種聚合物。使用紅外法和核磁法進(jìn)行了結(jié)構(gòu)的表征，凝膠色譜法法測定了分子量以及進(jìn)行了熱重分析，結(jié)果表明聚合物具有良好的環(huán)境穩(wěn)定性，由于側(cè)鏈位阻的原因，分子量不高。通過紫外光譜和熒光光譜研究了聚合物的光學(xué)性質(zhì)，結(jié)果表明聚合物具有良好的光學(xué)性質(zhì)，吸收都在可見光的吸收范圍，此外研究了烷基鏈的長度對聚噻吩光學(xué)性質(zhì)的影響。熒光光譜的結(jié)果說明聚合物發(fā)黃光。通過膜的紫外光譜可以計(jì)算出光學(xué)能帶隙在2.OeV左右，