含萘单元共聚物的合成与性质研究

单体4,8-二溴-1,5-二正丁氧基萘(M-I)分别与1,4-二乙烯基-2,5-二正丁氧基苯(M-Ⅱ)和4,4′-二乙烯基联苯(M-Ⅲ),在钯催化下通过Heck耦合反应得到共轭聚合物P-1、P-2.单体和聚合物进行了1H,13C NMR、质谱、FT-IR、UV、循环伏安和荧光光谱等测试.萘基团是一种很好的荧光团,侧链上引入了丁氧基醚链,使得聚合物具有适当的溶解度.聚合物P-1、P-2具有较强的绿色荧光,它们将是一类潜在的光电高分子材料.     

苯并二噁唑系列聚合物的合成及其光电性能的研究

以4,6-二氨基-1,3-苯二酚盐酸盐为原料,分别与对苯二甲酸、1,4-萘二甲酸、2,6-萘二甲酸、2,5-噻吩二甲酸、4,4’-(1,2-二苯基乙烯)二甲酸、反丁烯二甲酸在多聚磷酸介质中反应,合成了单环的聚(1,4-亚苯基)苯并二噁唑(PBO)、稠环的聚(1,4-亚萘基)苯并二噁唑(1,4-PNBO)和聚(2,6-亚萘基)苯并二噁唑(2,6-PNBO)、杂环的聚(2,5-亚噻吩基)苯并二噁唑(PTBO)、含有两个苯环的聚-4,4’-亚(1,2-二苯乙烯基)苯并二噁唑(4,4’-PDPEBO)和直链烯烃的聚亚乙烯基苯并二噁唑(PBOV)。采用傅立叶红外光谱、元素分析对系列聚合物的结构进行了表征。利用电导率仪和荧光光谱仪,对系列聚合物的结构与性能之间的关系进行了分析。研究结果表明,PBO、1,4-PNBO、2,6-PNBO、4,4’-PDPEBO、PTBO和PBOV电导率依次减小;系列聚合物的荧光发射光谱和激发光谱的形状都相近,聚合物的最大发射峰波长是一致的,其中2,6-PNBO的荧光强度最强。     

含四嗪单元的聚对苯撑乙炔类聚合物的合成及性能

通过Sonogashira偶联反应,以二(三苯基膦)二氯化钯作为催化剂,将3,6-二氯-1,2,4,5-四嗪分别与1,4-二乙炔基-2,5-二辛氧基苯和1,4-二乙炔基-2,5-二(十二烷氧基)苯交替共聚合成了主链中含四嗪单元的新型聚对苯撑乙炔类π-共轭聚合物P1、P2。经傅里叶变换红外光谱、核磁共振氢谱、紫外-可见光谱、荧光光谱、循环伏安、X射线粉末衍射、热重分析等测试手段对共聚物P1、P2进行了表征。结果表明,所得聚合物P1和P2对常用有机溶剂的溶解性不好。与P2相比,P1有一定的结晶性。P1、P2的紫外-可见最大吸收波长均在450nm处出现。P1与P2在CHCl3溶液中的最大发射峰出现在480nm处。与2-十二烷基-1,2,3-苯并三氮唑聚对苯撑乙炔类聚合物相比,P1、P2具有较高的相对荧光量子效率。循环伏安测试显示聚合物P1、P2均在0~2.0V出现明显的p-掺杂峰。     

联苯醌二亚胺与对苯乙炔共聚物的合成及表征

以PdCl2(PPh3)2/CuI为催化剂,分别通过N,N′-二氯联苯醌二亚胺和3,3′-二甲基-N,N'-二氯联苯醌二亚胺与1,4-二炔基-2,5-二癸氧基苯共聚,得到共轭聚合物聚[联苯醌二亚胺-co-2,5-二癸氧基-1,4-苯撑乙炔](PBz-PPE)和聚[3,3′-二甲基联苯醌二亚胺-co-2,5-二癸氧基-1,4-苯撑乙炔](PDMBz-PPE)。采用红外光谱(FT-IR)、核磁共振(1H-NMR)、凝胶渗透色谱(GPC)、紫外-可见光谱仪(UV-Vis)等测试手段对共聚物的化学结构和性能进行表征。结果表明,在四氢呋喃和三氟乙酸溶液中,此类共聚物的紫外-可见最大吸收峰分别为410 nm和540 nm;在四氢呋喃中荧光发射峰均为485 nm;相对分子质量均在10000左右;通过循环伏安测试得知,本征态的2种共聚物均有1对氧化还原峰(分别为Epa=0.51 V,Epc=0.41 V和Epa=0.48 V,Epc=0.30 V),经碘掺杂以后2种共聚物的电化学活性均有明显提高,且有2对氧化还原峰。     

2种苯并咪唑衍生交替共聚物的合成及性能

以苯并噻二唑作为初始原料,通过Sonogashira、Suzuki反应将4,7-二溴-2-己基-1,3-苯并咪唑单体分别与带有不同烷氧基链的对苯乙炔、9,9-二辛基芴进行交替共聚,得到了聚[2-己基-1,3-苯并咪唑-1,4-二乙炔基-2,5-二辛氧基苯](P1)、聚[2-己基-1,3-苯并咪唑-1,4-二乙炔基-2,5-二(十二烷氧基)苯](P2)和聚[2-己基-1,3-苯并咪唑-9,9-二辛基芴](P3)。采用红外光谱、核磁共振等手段对单体和共聚物的结构进行了表征,利用紫外-可见吸收光谱、荧光量子效率测试和循环伏安法对聚合物的光、电化学性能进行了探讨。结果表明,共聚物P1、P2均在445 nm处出现紫外-可见吸收峰,共聚物P3在376 nm处出现紫外-可见吸收峰。P2、P3共聚物的相对荧光量子效率分别为80%,66.7%,所得共聚物都有较强的荧光性能。P2共聚物在1.3 V处出现氧化掺杂峰,在-1.3 V处出现还原掺杂峰,P3共聚物在0.48 V处出现氧化掺杂峰,0.34 V处出现脱掺杂峰。     

一种新型共轭接枝聚合物的合成及性能

将微波辐射合成的苯代三聚氰胺(BGA)-均苯四酸二酐(PMDA)体系的PAA与TDI-对位取代苯胺衍生物反应,通过改变TDI-对位取代苯胺衍生物的对位取代基来合成具有不同电子效应的侧链端基的接枝聚合物.用红外及核磁共振的测试方法对聚合物的结构进行表征.接枝聚合物具有较强的三阶非线性光学响应和较强的荧光性能.考察了侧链端基电子效应对聚合物三阶光学非线性极化率系数和荧光行为的影响.     

磺化杂萘联苯聚醚酮酮质子交换膜材料的合成与性能

以4-(4-羟基苯基)-2,3-二氮杂萘-1-酮(DHPZ)、1,4-二(3-磺酸钠基-4-氟代苯甲酰基)苯(SBFBB)和1,4-二(4-氯代苯甲酰基)苯(BCBB)为原料,经高温溶液缩聚反应,成功制备了一系列不同磺化度的新型杂萘联苯聚醚酮酮(SPPEKKs).利用FT-IR和1H-NMR对聚合物结构进行表征.采用溶液浇铸法制备了聚合物薄膜.测定了膜的吸水率,溶胀率,离子交换容量,耐氧化性和质子传导率.结果表明该系列磺化杂萘联苯聚醚酮酮膜具有良好的抗氧化性和较高的质子传导率.     

新型二吡咯类有机荧光材料的合成及其性能研究

以富电子基团吡咯并[3,2-b]吡咯作为电子给体,在其2,5取代位上修饰不同的电子受体,设计合成了两个D-π-A结构的有机荧光材料2,5-二(4-(苯磺酰基)苯基)-1,4-二(4-叔丁基苯基)吡咯并[3,2-b]吡咯(DPSPP)和2,5-二(5,5-二氧-2-二苯并噻吩基)-1,4-二(4-叔丁基苯基)吡咯并[3,2-b]吡咯(BTPP)。通过热重分析研究了其热稳定性,通过紫外-可见吸收光谱、荧光光谱以及电化学法系统分析了其光致发光性能和结构的关系。通过改变吸电子能力以及共轭程度的大小,实现了发光光谱从蓝光到绿光的系统调节并伴随较高的荧光量子产率达到90%以上,在有机发光领域具有潜在的应用前景。     

2,5-二苯甲酰氧基己二酸二乙酯的合成及引发甲基丙烯酸甲酯聚合

合成了"2,5-二苯甲酰氧基己二酸二乙酯"并将其用于引发甲基丙烯酸甲酯(MMA)聚合。利用核磁共振氢谱(1HNMR)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和质谱(MS)对化合物结构进行表征;利用称量法确定了聚合物产率;利用凝胶渗透色谱(GPC)测定了聚合物的相对分子质量及相对分子质量分布。实验结果表明,2,5-二苯甲酰氧基己二酸二乙酯作为一种引发剂,能够引发甲基丙烯酸甲酯聚合,得到了较高的产率;聚合物产率随反应温度的上升和反应时间的延长而增大;当2,5-二苯甲酰氧基己二酸二乙酯使用量增加1倍时,聚合物的产率随之增加1倍左右,符合链式聚合特征;该引发剂的引发机理为碳自由基引发的自由基聚合。     

带端烯基席夫碱液晶化合物的合成与表征

通过取代、还原、加成等反应,合成了一种带端烯基的席夫碱液晶化合物4-烯丙氧基苯亚甲基(-4'-丁氧基)苯胺.用IR和1HNMR对该液晶化合物的结构进行了表征,用DSC和热台偏光显微镜(POM)对该化合物的液晶行为进行了分析,结果表明,4-烯丙氧基苯亚甲基(-4'-丁氧基)苯胺是一种单向性近晶型液晶.     

含X-型二维液晶基元的液晶高分子的合成与表征

以对苯二甲酰氯和２,５－二羟基－１,４－苯撑双－（对烷氧基苯甲酸酯）为单体,采用低温溶液缩聚方法,合成了一系列含Ｘ－型二维液晶基元的液晶高分子,聚合物的液晶行为用ＤＳＣ和偏光显微镜进行了表征,发现所有的聚合物均为向列型热致液晶高分子,随单体结构改变,聚合物的熔点和液晶态清亮点均呈规律性变化。     

Synthesis and photophysical properties of two-photon absorbing spirofluorene derivatives

New spirofluorene-based quadrupolar two-photon absorbing dyes having triphenylamine and N,N-dibutylaniline as electron donors at the end of molcules were designed and synthesized. The third-order nonlinear optical properties of these compounds were studied using a two-photon excited fluorescence method. They were found to have high two-photon absorption cross-section owing to extended conjugation of the spirofluorene moiety. The effect of varying the donor strength could be discerned by comparing the two compounds. They were successfully used as a photosensitizers for two-photon initiated polymerization of three-dimensional micro-objects.     

New class of 2,5-di(2-thienyl)pyrrole compounds and novel optical properties of its conducting polymer

New type 2,5-di(2-thienyl)pyrrole derivative namely 4-amino-N-(2,5-di(thiophen-2-yl)-1H-pyrrol-1-yl)benzamide (HKCN) have been synthesized via reaction of 1,4-di(2-thienyl)-1,4-butanedione and p-aminobenzoyl hydrazide. Using hydrazide instead of amine not only increases product yield but also improves properties of the corresponding polymer. Spectroelectrochemical investigations revealed that P(HKCN) is more stable and it has lowest band gap and better long-term stability compared with other SNS derivatives. Chronoamperometry experiment showed that P(HKCN) polymer film has excellent redox stability, moderate switching time and high optical contrast. Electrochemical copolymerization of HKCN with EDOT was performed in DCM/TBP₆ solution for different feed ratios of monomers. We describe a proposal to determination copolymer composition by means of the optical properties of conducting copolymers.     

新型三苯胺树枝分子的合成及荧光发射性质

采用Wittig-Horner反应合成了一种新型三苯胺树枝分子1,2,4,5-四{4-{N,N-双{4-{4-[5-(4-叔丁基苯基)-1,3,4-噁二唑-2]苯乙烯基}苯基}氨基}苯乙烯基}苯(TPAB-OXA),并测定了化合物TPAB-OXA在不同溶剂中的紫外吸收光谱、荧光发射光谱及量子产率、荧光寿命.在二氯甲烷中...     

Synthesis of fluorene-based semiconducting copolymers for organic solar cells

Semiconducting polymers composed of 2,2'-(9,9-dioctyl-9H-fluorene-2,7-diyl)dithiophenes (F8T2s) and (2E,2'E)-3,3'-(2,5-bis(octyloxy)-1,4-phenylene) bis(2-(5-bromothiophene-2-yl)acrylonitrile)s (OPTANs) have been synthesized through Pd(O)-catalyzed Suzuki coupling polymerization by controlling the monomer ratio. The synthesized polymers were confirmed to exhibit good solubility in common solvents, simple processability, and thermal stability up to 350 degrees C. The highest occupied molecular orbitals (HOMOs), lowest unoccupied molecular orbitals (LUMOs), and optical band-gap energies were determined using cyclic voltammetry (CV) and UV-visible spectrometry. The synthesized polymers showed their maximum absorption and edge at around 520 and 650 nm, respectively. The optical band-gap energies of the polymers were determined to be 1.89 eV. Bulk heterojunction organic solar cells were fabricated using the conjugated polymer as the electron donor, and 6,6-phenyl C61-butyric acid methylester (PC61BM) or 6,6-phenyl C71-butyric acid methylester (PC71BM) as the electron acceptor. The power conversion efficiencies (PCEs) of the solar cells based on polymer:PC71BM (1:1) and polymer:PC71BM (1:2) were 0.68% and 1.22%, respectively, under air mass 1.5 global (AM 1.5 G) illumination at 100 mW/cm2.     

微波辐射合成含三苯胺结构的超支化聚酰亚胺及其表征

在微波辐射条件下,采用两步法以3,3′,4,4′-二苯酮四羧酸二酐(BTDA)和4,4′,4″-三氨基三苯胺(TAPA)为单体,先合成出含三苯胺结构的氨基封端和酐基封端的超支化聚酰胺酸,再经化学亚胺化和热亚胺化分别制得了相应的超支化聚酰亚胺(AM-HBPI和AD-HBPI)。FT-IR和1H-NMR验证了所得AM-HBPI和AD-HBPI的分子结构。TG测试表明此两种芳香族HBPI具有优异的热稳定性,N2中10%热失重温度(Td10%)在540℃以上。溶解性测试发现化学亚胺化得到的HBPI具有优良的溶解性能,可以溶于常见的强极性非质子溶剂。此外,它们还具有极佳的紫外-可见光吸收性能和荧光发射性能。     

9,9-二(丙酸二甲氨基乙酯)芴共聚物的合成及荧光性能

采用迈克尔加成反应制备了单体2,7-二溴-9,9-二(丙酸二甲氨基乙酯)芴(FDMAEA);采用Suzuki偶合反应制备了不同FDMAEA结构单元含量的醇溶性9,9-二(丙酸二甲氨基乙酯)芴-9,9-二辛基芴共聚物(PFDMAEA)。通过核磁共振、凝胶渗透色谱、溶解性测试、紫外-可见光光谱、荧光发射光谱等对其进行了分析研究。结果表明,成功合成了2,7-二溴-9,9-二(丙酸二甲氨基乙酯)芴及9,9-二(丙酸二甲氨基乙酯)芴-9,9-二辛基芴共聚物。该共聚物在极性溶剂,如甲醇中具有良好的溶解性。由于含有DMAEA支链的PFDMAEA主链容易扭曲,共轭长度变短,共聚物的紫外吸收光谱和荧光光谱随着FDMAEA含量的增加而发生蓝移。荧光发光光谱研究表明,溶剂的极性、溶液的浓度、温度和pH值对共聚物的发光性能有很大的影响。随着溶剂极性增大,共聚物的荧光发射强度不断增加。荧光发射强度随溶液浓度的增加先增加后降低,随着溶液温度的上升而降低。当溶液pH值由1增大到14时,荧光强度不断降低,直至淬灭。     

烯丙基COPNA-BMI共聚树脂的制备及性能

以对苯二甲醇为交联剂、1-萘酚为单体合成COPNA树脂,经烯丙基化处理后与BMI反应制备烯丙基COPNA-BMI共聚树脂。采用FT-IR研究预聚树脂的化学结构;采用黏度计分析预聚树脂的流变性能;采用DSC研究COPNA-BMI预聚树脂的固化工艺;采用TG-DTG研究了COPNA-BMI共聚树脂的热行为。研究表明,预聚树脂具有良好的流变性能,其固化反应平稳易于控制;共聚树脂具有优良的耐热性,经后处理过的固化树脂其热分解起始温度为450℃。     

双光子聚合引发剂DBASDMB的结构与光学性能的研究

制备了一种双光子聚合引发剂,反,反-1,4-双（4＇-N,N-二丁胺基苯乙烯）-2,5-二甲氧基苯（DBASDMB）,利用挥发溶剂法首次获得该化合物的晶体,用四圆X射线衍射法解析了晶体结构.结果表明,该晶体属于三斜晶系,P-1空间群;同时证明引发剂分子是具有很好对称性和平面性的全反式结构.仔细研究了该化合物在不同溶剂下的线性吸收光谱和单、双光子荧光谱,并在同一条件下对其单、双光子光谱进行了比较.在760nm的飞秒脉冲激光辐照下,DBASDMB能够高效地引发聚氨酯类丙烯酸酯齐聚物的聚合反应,成功地制作了一个微结构.     

液晶基元直接横挂于主链上的液晶共聚物的合成与研究

以含液晶基元的单体２，５－双（４－甲氧基苯甲酰氧基）苯乙与苯乙烯通过自由基共聚合反应，首次合成了一系列含液晶性和非液晶性两种序列结构的共聚物。采用ＤＳＣ、偏光显微镜和Ｘ衍射方法研究了共聚物的液晶行为，发现单体和共聚物（只有ＣＰ－５和ＣＰ－６）有很好的热致液晶性。随共聚物中介晶单体单元含量的增加，共聚物玻璃化转变温度Ｔ和热分解温度Ｔ呈规律变化。