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近年来,具有长链共轭结构的聚合物是光电材料领域中最为火热的研究方向之一。因聚对苯乙炔(PPV)及其衍生物具有聚合物的良好加工性和有机半导体的光电性能使其成为该研究中的重点。从PPV类材料的研究进展来看,与无机半导体的掺杂复合是其重要应用之一。但PPV类聚合物与无机半导体之间的化学相容性差,致使这类复合材料的性能不够完善。为改善相容性以提高复合材料的性能,本文合成了羧基化PPV衍生物。
为探索羧基化PPV衍生物的合成路线,本文先进行了溴甲基化和氯甲基化两种方法合成聚(2-甲氧基-5-(2’-乙基己氧基)对苯乙炔)(MEH—PPV)的对比实验,结果发现溴甲基化法的产物具有分子量大、产率高的优点。再以此方法合成了新型的羧基化PPV衍生物聚[2-甲氧基-5-(10-羧酸盐癸氧基)对苯乙炔](MDC-PPV)和聚[(2-甲氧基-5-(10-羧酸盐癸氧基)对苯乙炔)-co-(2-甲氧基-5-(2’-乙基己氧基)对苯乙炔](MDC-PPV-co-MEH-PPV),并讨论了聚合物的最佳合成工艺条件。
通过红外光谱、核磁等对各步中间产物和聚合物进行了结构表征,通过紫外可见光谱及荧光光谱对聚合物的光吸收性能进行了表征。探讨了温度、原料配比、加料顺序及碱用量对中间产物和聚合物产率的影响,结果显示当温度为70℃、单体与碱的比例为1:7及采用滴加单体的方式时聚合物的产率最大；研究了羧基的引入对聚合物紫外光谱的影响,发现含羧基的PPV衍生物紫外吸收光谱发生明显蓝移,并分析了蓝移因为；计算了PPV衍生物的能隙,结果表明随着MEH-PPV含量的增加,共聚物能隙变小；通过热重曲线分析了各聚合物的热学性能,结果显示聚合物具有良好的热稳定性能。通过计算得到MDC-PPV的HOMO与LUMO轨道能级分别为5.29eV和2.58eV。