新型螺[芴-9,9 -氧杂蒽]类共聚物的设计,合成与表征

李辉 聚芴 热失重分析 碳谱 凝胶渗透色谱

聚芴(PF)及其衍生物是一种新型的有机光电材料,它们具有较高的荧光量子效率,良好的溶解性以及成膜性能,因而在发光二极管(LEDs),光电池,场效应晶体管等方面都有巨大的应用潜力,近年来得到广泛关注. 但是聚芴材料在加热或器件制作过程中,容易产生不理想的绿光发射,影响了发光光谱的色纯度和稳定性.文献报道主要有两方面的原因,一方面是链间激子的形成,另一方面是酮缺陷.研究表明,在芴的9位引入螺环结构可以很好地弥补这个缺陷,但是由于这类化合物缺乏简便有效的合成方法,从而导致螺芴类电致发光材料的研究仅限于螺双芴材料方面. 本论文着眼于新型功能材料的研究和开发,从分子结构设计出发,首次提出了一种新型的可溶的{螺[芴-9,9′-氧杂蒽]-芳基}共聚物,通过"一步法"制备了螺[芴-9,9′-氧杂蒽]单体,合成了主链分别含苯基,联苯基和噻吩的三种新型的共聚物PFP,PFDP和PFT,聚合物结构和性质通过核磁氢谱(~1H NMR),碳谱(~(13)C NMR),红外分析(FT-IR),凝胶渗透色谱(GPC),热失重分析(TGA),差示扫描量热分析(DSC),紫外吸收(UV-vis)光谱和荧光发射(PL)光谱分析表征. TGA和DSC研究表明,这种新型的共聚物有很好的热稳定性,PFDP和PFT的5%重量热分解温度都为422℃.螺环结构的存在显著提高了材料的玻璃化转变温度. UV-vis和PL研究表明,主链含苯基和联苯基的聚芴都有很好的蓝色发光性能,聚合物PFP,PFDP在THF中的荧光发射峰分别为409 nm和406 am,低能级噻吩单体的引入,使聚合物的光谱实现红移,聚合物在THF中的荧光发射峰为466 nm.C-9位螺环氧杂蒽结构的引入没有影响聚合物的共轭.

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