聚3-烷基噻吩系列物的合成与表征

采用Fe(III)催化剂合成法合成聚3-丁基噻吩(P3BT)、聚3-己基噻吩(P3HT)和聚3-十二烷基噻吩(P3DDT)。用GPC和1 H-NMR对所合成的聚合物的相对分子质量和结构进行表征,用SEM对所合成的聚合物的表面形貌进行观察,并用紫外-可见吸收光谱和荧光光谱研究3种聚合物氯仿溶液的光学性能。结果表明,用该方法合成的聚合物以非晶态形式存在;具有较高的相对分子质量;在氯仿溶液中,P3BT、P3HT、P3DDT的最大吸收峰分别为:436nm、437nm和430nm,最大发射峰分别为570.0nm、581.2nm和573.8nm。综合分析发现P3HT更适于用做聚合物太阳能电池材料。     

巯基化P3HT衍生物的合成与表征

用GRIM(Grignard Metathesis Method)合成了聚(3-溴己基噻吩),并在硫代乙酸钾和氢化铝锂的作用下合成了巯基化的P3HT衍生物聚(3-(6-巯基己基)噻吩)。通过红外光谱、核磁共振波谱、凝胶渗透色谱、紫外-可见光谱、荧光光谱以及电化学分析对中间产物和最终产物的结构和光电性能进行了表征。结果表明,所合成聚合物与目标产物的结构一致,聚合物的数均相对分子质量为5621,多分散系数为1.39,在氯仿溶液中最大吸收波长为408 nm,最大发射波长为545 nm,电化学能隙为1.81 eV。     

新型聚2,4-二乙烯基3-十二烷基噻吩-1,3,4-噁二唑交替共聚物的合成、表征及性能研究

采用Heck偶合法首次合成了新型的含有空穴传输单元3-十二烷基噻吩和电子传输单元1,3,4-噁二唑的低带隙能的聚2,4-二乙烯基-3-十二烷基噻吩-1,3,4-噁二唑共轭聚合物(P3DDTV-OXD).并且通过1H-NMR、FT-IR、凝胶色谱(GPC)、UV-vis光谱、荧光光谱(PL)、循环伏安(CV)法对所合成的共聚物进行了分析表征.与规整的聚3-十二烷基噻吩均聚物(P3DDT)相比,共聚物的UV最大吸收波长和Pl最大发射波长明显蓝移,具有强烈的蓝色荧光,且电子亲和势较高,同时拥有空穴和电子传输能力,实现了电荷在分子内的双向传输.     

聚[3-(6-溴己基)噻吩]的合成与表征

以3-溴噻吩、正丁基锂和1,6-二溴己烷为原料,经过改良的Li-Br交换反应、溴化反应、GRIM法成功合成了聚[3-(6-溴己基)噻吩]。通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR),核磁共振波谱(1 H-NMR)、GPC、紫外吸收分光光谱(UV-Vis)及荧光发射光谱(PL)对中间产物及聚合物进行了结构和性能表征。结果表明,所合成聚合物与目标产物的结构一致。聚合物的数均分子量为5725,多分散系数为1.39,在氯仿溶液中最大吸收波长在398nm,最大发射波长在553nm。     

含烷基噻吩与三嗪π-共轭聚合物的合成及性能

以二价镍配合物(Ni(dppp)Cl2)作为催化剂,2-二异丙基氨基-4,6-二氯均三嗪分别与3-丁基-2,5-二溴噻吩格氏(Grignard)试剂、3-辛基2,5-二溴噻吩格氏试剂、3-十二烷基-2,5-二溴噻吩格氏试剂交替共聚合成了3种含2-二异丙基氨基均三嗪的聚合物P1,P2和P3。并经傅里叶变换红外光谱、氢核磁共振谱、紫外-可见光谱、荧光光谱、循环伏安、X射线粉末衍射和凝胶渗透色谱等测试手段对其进行了表征,对聚合物P1在CHCl3溶液中的酸致变色行为进行了研究。结果表明,得到的聚合物在甲苯、氯仿、四氢呋喃(THF)等有机溶剂中溶解性好,3种聚合物的紫外-可见最大吸收波长在372 nm处出现,在CHCl3溶液中聚合物P1,P2,P3最大发射峰分别位于478 nm,549 nm和523 nm。聚合物均在-1.8~0 V出现n-掺杂峰。通过X射线衍射测试聚合物均有一定结晶性但结晶性较差。     

可交联的聚3-(4-叠氮基苯甲酰氧基乙基)噻吩的合成及性能

采用FeCl3作为催化剂的氧化偶联聚合法合成了具有交联活性的聚3-(4-叠氮基苯甲氧基乙基)噻吩(P3AET)。用核磁共振、红外光谱、凝胶液相色谱、热重分析、差示扫描量热法、紫外-可见光光谱和循环伏安法表征了聚合物的结构、热稳定性能、交联特性和光电性能。结果表明,P3AET的氯仿溶液的紫外吸收区域为340 nm~550 nm,最大吸收峰在420 nm左右处,聚合物热交联温度约为170℃,电化学禁带宽度约为1.96 eV。P3AET有望作为聚合物太阳能给体材料。     

合成方法对聚(3-己基噻吩)立构规整度的影响

采用化学氧化法、格式反应法、GRIM (Grignard Metathesis Method)法和超声辅助GRIM法、合成了不同立构规整度的聚3-己基噻吩(P3HT).用GPC、紫外-可见光谱、红外光谱(FT-IR)和核磁共振谱(1 H-NMR)对P3HT的分子结构和立构规整度进行了表征.结果表明,GRIM法合成的P3...     

含2,3-二(5′-辛基噻吩基)喹喔啉单元荧光聚合物的合成及性能EI北大核心CSCD

以二价钯配合物作为催化剂,通过Sonogashira或Suzuki碳碳偶联反应制备了3种含2,3-二(5′-辛基噻吩基)喹喔啉单元的聚苯撑乙炔类(P1)、聚芴类(P2)和聚咔唑类(P3)π-共轭荧光聚合物。经傅里叶变换红外光谱、核磁共振氢谱和X射线粉末衍射对其结构进行了表征。利用紫外-可见光谱、荧光光谱和循环伏安等测试手段对其光学与电化学性能进行了研究,并研究了聚合物在CHCl3-CF3COOH溶液中的酸致变色行为。结果表明,3种聚合物在氯仿溶液和薄膜状态下的长波长处的紫外-可见最大吸收峰分别出现在449nm、420nm、418nm和538nm、425nm和420nm处。3种聚合物在氯仿溶液和薄膜状态下的荧光发射峰分别出现在556nm、529nm、558nm和599nm、556nm、569nm处,其在薄膜状态下分别发深红色、亮黄色和橙红色荧光。聚合物的相对荧光量子效率分别为18.1%、26.6%和16.8%。与P1和P3相比,P2显示较好的酸致变色行为,并在三氟乙酸浓度范围为2.692×10^(-3)~40.38×10^(-3) mol/L之间表现出酸浓度与吸光度之间优良的线性关系。通过循环伏安测试,聚合物均具有一定的空穴传输行为。     

含2,3-二(5′-辛基噻吩基)喹喔啉单元荧光聚合物的合成及性能

以二价钯配合物作为催化剂,通过Sonogashira或Suzuki碳碳偶联反应制备了3种含2,3-二(5′-辛基噻吩基)喹喔啉单元的聚苯撑乙炔类(P1)、聚芴类(P2)和聚咔唑类(P3)π-共轭荧光聚合物。经傅里叶变换红外光谱、核磁共振氢谱和X射线粉末衍射对其结构进行了表征。利用紫外-可见光谱、荧光光谱和循环伏安等测试手段对其光学与电化学性能进行了研究,并研究了聚合物在CHCl3-CF3COOH溶液中的酸致变色行为。结果表明,3种聚合物在氯仿溶液和薄膜状态下的长波长处的紫外-可见最大吸收峰分别出现在449nm、420nm、418nm和538nm、425nm和420nm处。3种聚合物在氯仿溶液和薄膜状态下的荧光发射峰分别出现在556nm、529nm、558nm和599nm、556nm、569nm处,其在薄膜状态下分别发深红色、亮黄色和橙红色荧光。聚合物的相对荧光量子效率分别为18.1%、26.6%和16.8%。与P1和P3相比,P2显示较好的酸致变色行为,并在三氟乙酸浓度范围为2.692×10~(-3)~40.38×10~(-3) mol/L之间表现出酸浓度与吸光度之间优良的线性关系。通过循环伏安测试,聚合物均具有一定的空穴传输行为。     

P3HT和MEH-PPV薄膜的光谱性质和结晶研究

溶剂不同会影响聚合物的光敏形貌和一些其他性能,本文就常用的几种溶剂(氯仿、四氢呋喃、二硫化碳、甲苯)对聚3-己基噻吩(P3HT)和聚[2-甲氧基-5(2'-乙基己氧基)对苯乙炔](MEH-PPV)的光谱性质和结晶过程的影响进行初步的研究.     

水溶性聚噻吩类衍生物聚(3-噻吩丙二酸)的酶催化合成与表征

水溶性聚噻吩在很大程度上能够改善导电聚合物的溶液加工性能。首先合成了单体3-噻吩丙二酸(3TMA),并首次以氧化还原酶辣根过氧化物酶(HRP)为催化剂、H_2O_2为氧化剂,在水相体系中合成了水溶性的聚噻吩类衍生物聚(3-噻吩丙二酸)(P3TMA)。同时利用红外光谱和核磁共振对产物进行了表征,并通过聚合物溶液紫外-可见吸收光谱,考察了3个不同pH值对聚合度的影响,发现在pH=2的水溶液中聚合效果最佳。     

聚(3-己基噻吩)的合成与表征

采用化学氧化法,用三氯化铁(FeCl3)作氧化剂合成了聚3-己基噻吩(P3HT)。研究了反应时间、氧化剂和单体摩尔比对转化率的影响,结果表明转化率随反应时间延长而增加,氧化剂和单体摩尔比为3∶1时转化率最高,达到71%。用红外光谱,紫外-可见光谱和核磁共振(1H-NMR)表征了P3HT的结构。紫外-可见光谱表明P3HT溶液禁带宽度约为1.91eV,根据1H-NMR计算P3HT结构规整度约为80%。研究了反应时间对P3HT分子量的影响,发现随聚合反应时间延长,分子量先迅速增加然后逐渐减小。     

含2-异丙基氨基-4,6-二(3,4-乙撑二氧噻基)-1,3,5-三嗪π-共轭聚合物的合成及性能

以二价钯配合物作为催化剂,将2-异丙基氨基-4,6-二(2′-溴-3,4-乙撑二氧噻基)-1,3,5-三嗪分别与1,4-二乙炔基-2,5-二辛氧基苯、1,4-二乙炔基-2,5-二(十二烷氧基)苯、2,7-二(4,4,5,5-四甲基硼烷基)-9,9-二辛基芴交替共聚合成了3种π-共轭聚合物P1,P2和P3。经傅里叶变换红外光谱、氢核磁共振谱、紫外-可见光谱、荧光光谱、循环伏安法、X射线粉末衍射和凝胶渗透色谱等测试手段对其进行了表征,并对聚合物在CHCl3溶液的酸致变色行为进行了研究。结果表明,得到的聚合物在CHCl3中的紫外-可见最大吸收波长分别在443nm和431nm处出现。在CHCl3溶液中聚合物P1,P2和P3最大发射峰分别位于507nm,511nm和543nm,其聚合物薄膜的最大发射波长分别为573nm,557nm和559nm。与P1和P2相比,P3的酸致变色敏感性高于2个数量级。聚合物P1和P2均在-2.0~0V出现n-掺杂峰。聚合物X射线衍射谱图显示聚合物均有一定的结晶性。     

PLGA/PCL复合材料的制备及其性能研究

在聚乳酸-羟基乙酸(PLGA)中加入聚ε-己内酯(PCL)、柠檬酸三丁酯(TBC),通过溶液共混制备了PLGA/PCL共混聚合物,通过静电纺膜及涂膜法制备了不同比表面积的降解膜,并对共混材料力学性能和膜的降解性能进行了研究。结果表明:柠檬酸三丁酯作为增容剂对整个共混聚合物的韧性和强度有明显的影响;当聚乳酸-羟基乙酸和聚ε-己内酯的质量比为80/20、增容剂柠檬酸三丁酯的用量为6%时,所得共混聚合物的断裂伸长率达到130%、冲击强度达到9.55kJ·m-2。相同条件下加入聚ε-己内酯(PCL)的膜的降解性能优于单一的聚乳酸-羟基乙酸(PLGA)膜,静电纺丝膜降解性能优于流延法膜。     

聚-3-羟基丁酸酯及其共聚物的合成与表征

合成一种环烷氧锡化合物,用氢谱、元素分析和质谱对其结构进行表征确认,并以其作为β-丁内酯开环聚合的引发剂制备聚-3-羟基丁酸酯,考察了单体引发剂配比、聚合时间和聚合温度等聚合条件对聚合产物特性粘度的影响.由丁内酯与丙交酯、己内酯共聚制备聚(丁内酯-丙交酯)和聚(丁内酯-己内酯)共聚物,并用FT-IR、1H-NMR、DSC等手段对聚合物的结构及性能进行了表征.     

常规自由基聚合法合成支化聚(丙烯腈-醋酸乙烯酯)

以甲基丙烯酸-2-羟乙酯和3-巯基丙酸经脱水酯化法合成了链转移剂单体甲基丙烯酸-3-巯基丙酰氧基乙酯(MM-POE)。以偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,在MMPOE存在下进行丙烯腈和醋酸乙烯酯的常规自由基共聚反应合成支化聚(丙烯腈-醋酸乙烯酯)。用高效液相色谱、气相色谱、三检测凝胶渗透色谱(TD-GPC)和核磁共振谱(1H-NMR)对链转移剂单体、聚合反应过程和聚合物进行了表征分析。研究表明,以MMPOE为支化单体制得的支化聚(丙烯腈-醋酸乙烯酯),其支化程度随MMPOE的增加而提高;支化聚(丙烯腈-醋酸乙烯酯)的溶液黏度是相近分子量线型聚合物溶液黏度的20%～25%。     

聚合物光伏电池材料真空极化取向的研究

聚[2-甲氧基5-(2′-乙基己氧基)对苯乙炔](MEH-PPV)和聚3-己基噻吩(P3HT)是典型的共轭聚合物,可以作为新型的光伏电池材料。真空条件下对两种聚合物材料进行极化取向实验,可以增加载流子的迁移能力,提高导电能力,有利于聚合物太阳能薄膜电池性能的改善。     

两种新型D/A型聚噻吩衍生物的合成、定性和光学性能

采用Heck偶联法和三氯化铁氧化还原聚合法合成了两种新型的D/A-PTh衍生物,聚(3-(2-(4叔丁基笨基)-5-(4乙烯苯基)-1,3,4-惡二唑))噻吩(P3OXDT)和聚(3-辛-4-(2-(4-叔丁基笨基)-5-(4-乙烯苯基)-1,3,4-惡二唑))-聚3-辛噻吩(P3O40XDT-P30T)共聚物,它们都...     

聚3-己基噻吩的光电性能研究

利用光电化学方法研究了聚3-己基噻吩的光电化学性质,其禁带宽度为1.89eV,同时确定了它的价带位置(-3.6eV)、导带位置(-5.4eV).研究发现聚3-己基噻吩属于直接跃迁型半导体,在本文条件下得到的最高IPCE值达5.2%     

不同溶剂中导电聚合物PEDOT的化学氧化聚合及光谱研究

利用3,4-乙撑二氧噻吩单体和对甲苯磺酸铁,分别以异丙醇、四氢呋喃和乙氰为溶剂,用化学氧化法合成了导电聚合物聚（3,4-乙撑二氧噻吩）,3种溶剂中的反应速率有较大差异,乙氰中反应速率最快,四氢呋喃中反应速率最慢.三者的聚合产物都具有较高的电导率,但四氢呋喃中合成产物的电导率略高于另外两个产物.红外光谱和拉曼光谱显示,3种溶剂中合成的聚（3,4-乙撑二氧噻吩）在化学结构、分子共轭长度、掺杂情况等方面基本相同.