含芴單元的水溶性共軛聚合物的合成與表征.pdf

1、水溶性共軛聚合物是在共軛聚合物主鏈上引入具有水溶性的側(cè)鏈,這類聚合物具有良好的水溶性和光電性質(zhì)。近年來(lái),以水溶性共軛聚合物為基礎(chǔ)的化學(xué)與生物傳感器、聚合物發(fā)光二極管(PLEDs)和聚合物薄膜光伏電池(PSCs)獲得迅猛發(fā)展,表現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。共軛聚合物光電子材料的優(yōu)點(diǎn)是其光電性質(zhì)容易通過(guò)簡(jiǎn)單的化學(xué)修飾(即引入特定的官能團(tuán))進(jìn)行改善和調(diào)節(jié),從而可通過(guò)對(duì)聚合物的化學(xué)修飾來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)器件的性能控制?；谶@種設(shè)計(jì)思路,本論文合成了一系列水溶性共

2、軛聚合物并對(duì)其性質(zhì)進(jìn)行了表征。
　　本論文主要進(jìn)行了以下兩方面的研究:
　　1.合成了一種含四苯基乙烯單元的新型 RAFT(S-1-十二烷基-S′-(α,α′-二甲基-α′′-乙酸)三硫代碳酸酯)試劑,利用該 RAFT試劑引發(fā) N-異丙基丙烯酰胺聚合制備了水溶性共軛聚合物。四苯乙烯單元呈扭曲非平面的空間結(jié)構(gòu),已被證實(shí)具有聚集誘導(dǎo)發(fā)光(AIE)效應(yīng),是合成 AIE材料的重要結(jié)構(gòu)基元;芴是一個(gè)具有平面剛性結(jié)構(gòu)的單元,它的引入可提

3、高化合物的熱穩(wěn)定性。通過(guò)測(cè)定聚合物在水和THF溶液中不同濃度下的紫外光譜和熒光光譜,可以看出該聚合物在水溶液具有較強(qiáng)的聚集誘導(dǎo)發(fā)光效應(yīng)且在水溶液中熒光強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其在THF溶液中的熒光強(qiáng)度;由TGA曲線圖可看出聚合物在350℃以后才有明顯的失重現(xiàn)象,而重量損失5％的熱分解溫度在302℃,表現(xiàn)出良好的熱穩(wěn)定性。
　　2.合成了含芴單元的水溶性窄帶系共軛聚合物。聚芴通常具有較大的能帶隙(3.68eV),被廣泛用作發(fā)光二極管的藍(lán)色發(fā)光材

4、料。而我們可以采取在聚合物骨架中引入不同的電子給體和受體單元來(lái)調(diào)節(jié)聚芴的光學(xué)能帶隙。本文是在烷基芴的聚合物中引入4,7-二(5-碘-2-噻吩基)[2,1,3]苯并噻二唑單元,調(diào)節(jié)聚合物的光學(xué)能帶隙,然后通過(guò)在聚合物的主鏈上接枝不同的水溶性側(cè)鏈,進(jìn)而合成了三種不同的水溶性窄帶隙(2.01eV)共軛聚合物。該新型聚合物具有紅色發(fā)光效應(yīng),通過(guò)測(cè)定其在水溶液中的紫外吸收光譜和熒光發(fā)射光譜,計(jì)算出三種聚合物的熒光量子產(chǎn)率分別為0.55、0.20、