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聚芴作为一类典型的蓝光聚合物发光材料,一直受到人们的广泛关注。目前聚芴存在的主要问题是长波发射问题,固体膜在加热的情况下,会出现低能级发射峰(约530nm),而且荧光强度会大大降低,影响其应用性。本论文针对聚芴在光电材料应用中出现的一些问题,从分子设计的角度出发,合成了四种共聚芴发光材料分子,并对其性质进行了研究,得到的聚合物具有很好的发光性能和热稳定性。具体内容如下:
(一)通过大单体聚合法,以Suzuki缩聚反应合成了含手性树枝化联二萘结构的共聚芴,包括G1代树状分子聚合物和三种不同含量的G2代树状分子聚合物。所有聚合物均通过核磁证实并确定树状分子含量。研究结果表明:所合成共聚芴的光致发光性能和热稳定性均随树状分子代数或含量的增加而提高。这应该是树状分子和联二萘共同作用的结果,一方面联二萘结构的引入降低了聚合物链的规整程度,提高了聚合物的无定型性,从而减小了链间聚集;另一方面由于树状分子的隔离效应,进一步降低了链间聚集。
(二)利用“Click”反应,通过“接枝到”路线以高产率合成了一系列高分子量的含手性树枝化联二萘结构的共聚芴,其中包括外围含咔唑的树状分子共聚芴,最高分子量可达238000。所有共聚芴均通过核磁及红外分析证实。发光性能测试结果表明:所有聚合物均表现出较好的热稳定性和光学性质。该方法接枝效率高,同时克服了大单体聚合法存在聚合度低等不足,为树枝化共轭高分子的合成提供了新途径。
(三)利用Suzuki缩聚反应,设计并合成了三类主链含有不同手性联二萘结构(MOM结构、羟基结构和二苯氧磷结构)的共聚芴发光材料。所有聚合物均经过核磁证实。研究结果表明,主链含手性联二萘结构的共聚芴显示出明显的偏振光性能,尤其是含氧磷结构的聚合物,它在偏振发光和热稳定性方面均体现出优势,具有作为手性发光材料的潜在应用性,从而为手性发光材料的设计提供了新思路。
(四)组装接枝法制备树枝化共聚芴。基于二苯并24-冠-8对二苄胺盐的识别与组装行为,设计并合成了主链含二苯并24-冠-8的共聚芴主体分子,并将其与树状分子二苄胺盐进行组装,成功得到了非共价键组装的树枝化共聚芴。核磁分析表明,树状分子的接枝程度随代数提高而降低。光致发光性能测定表明,所有组装聚合物均具有较好的色纯度和较高的荧光量子效率,并体现出较好的树状分子效应。该方法简单易行,方便多功能化,为多功能高分子材料的发展提供了新的方法。