一種含二乙醇胺基的3,6-芴的共軛聚合物及其制備方法與應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種含二乙醇胺基的3,6-芴的共軛聚合物及其應(yīng)用。通過選擇多種共軛芳香單體與3,6-芴單體進行共聚，得到含3,6-芴的前驅(qū)體共軛聚合物，再經(jīng)二乙醇胺轉(zhuǎn)化反應(yīng)得到含二乙醇胺基的3,6-芴的共軛聚合物。本發(fā)明所制備的新型含二乙醇胺基的3,6-芴的共軛聚合物可用于制作光電功能器件，包括在有機發(fā)光二極管和有機光伏電池中用作與陰極接觸的界面層。
【專利說明】—種含二乙醇胺基的3, 6-芴的共軛聚合物及其制備方法與應(yīng)用

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種新型聚合物及其制備方法與應(yīng)用，具體涉及一種含二乙醇胺基的3，6-芴的共軛聚合物及其制備方法與應(yīng)用。

【背景技術(shù)】
[0002]自1977年日本科學(xué)家白川英樹發(fā)現(xiàn)聚乙炔導(dǎo)電以來，這種被稱為“第四代高分子”材料的導(dǎo)電聚合物以其突出的光電性能吸引了眾多科學(xué)家進行研究。導(dǎo)電高分子同具有相同或相近用途的無機材料相比，具有密度低，易加工，合成選擇范圍廣等優(yōu)點。由于這類材料結(jié)構(gòu)的共軛特性，使它能傳輸電荷，受激發(fā)光，從而能夠或潛在可能在許多電子或光電子器件上得到應(yīng)用，例如包括聚合物發(fā)光二極管，光伏打電池，場效應(yīng)管等。潛在的應(yīng)用前景和廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域促使科學(xué)家競相研究這類具有光電活性的共軛材料，包括多種共軛結(jié)構(gòu)的小分子，以及聚乙炔，聚吡咯，聚噻吩，聚苯胺，聚芴，聚咔唑等。
[0003]20世紀70年代以來，許多不同結(jié)構(gòu)和功能的共軛聚合物紛紛涌現(xiàn)，其中含有親水基團的聚合物材料所具備的異于普通共軛聚合物的性能越來越引起人們的興趣。對于這類材料的初步研究是從上世紀80年代開始的，共軛主鏈的存在使得這類聚合物具有一般中性半導(dǎo)體聚合物的基本特征，而烷基鏈末端親水基團的存在，使得這類材料具備了一些與眾不同的化學(xué)和物理性能。由于側(cè)鏈上強親水基團的存在，使得大多數(shù)聚合物都能溶解于極性的有機溶劑或者水中，使得這類材料可以在許多環(huán)境友好的溶劑(比如:醇和水)中進行加工，它們這一特殊的溶解性也為我們制備多層的光電器件提供了可能。同時，某些特殊的官能團可以和一些蛋白質(zhì)、核酸等具有生物活性的物質(zhì)或者不同體積的金屬離子發(fā)生絡(luò)合作用，進而表現(xiàn)出聚合物主鏈光譜的不同響應(yīng)，這一現(xiàn)象使得這類材料在化學(xué)和生物傳感器方面有了廣泛的應(yīng)用。由于不同的帶正負電荷的離子發(fā)生互相吸附，影響聚合物主鏈間的堆砌，這類聚合物可以形成具有超分子結(jié)構(gòu)的聚集態(tài)形貌；同時，帶正負電荷的離子在電場的作用下能發(fā)生遷移，結(jié)合聚合物主鏈的載流子傳輸特性和能帶結(jié)構(gòu)，也使得這類材料在多層的光電器件中也成為一類有效的輔助材料。
[0004]近年來，研究人員一直在努力尋求改善和提高聚合物發(fā)光二極管，光伏電池，場效應(yīng)晶體管、化學(xué)和生物探測器性能的方法，材料的制備是非常重要的要素之一。所以許多研究小組都致力于開發(fā)具有高量子效率，色純度好，穩(wěn)定性好的含有親水基團的發(fā)光聚合物；以及載流子遷移率高，能帶結(jié)構(gòu)可控，具有特殊溶解性的界面功能材料。要實現(xiàn)這些目標，需要研制出更多的新型的含有親水基團的共軛分子和聚合物材料。
[0005] 2，7-芴作為一種共軛單元已被廣泛應(yīng)用于構(gòu)筑眾多的共軛聚合物，比如“高分子通報”(2008年第9期69-78頁)就此作了較詳細的介紹。而一些含有3，6-芴分子功能材料也引起了研究人員的注目，“先進材料(Advanced Materials) ”(2008年第20卷2359-2364頁)報道了具有寬帶隙高三線態(tài)能級的聚3，6-芴作為藍綠光的磷光主體材料在聚合物發(fā)光二極管中的應(yīng)用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于針對已有技術(shù)存在的不足，提供一種含二乙醇胺基的3，6-芴的共軛聚合物，具有潛在的特殊溶解性和能帶結(jié)構(gòu)，可用于制備制作光電功能器件。
[0007]本發(fā)明的目的還在于提供所述的含二乙醇胺基的3，6-芴的共軛聚合物的制備方法。
[0008]本發(fā)明的目的還在于提供所述的含二乙醇胺基的3，6-芴的共軛聚合物在有機發(fā)光二極管和有機光伏電池中的應(yīng)用。
[0009]本發(fā)明的含二乙醇胺基的3，6-芴的共軛聚合物具有如下結(jié)構(gòu):
[0010]

【權(quán)利要求】
1.一種含二乙醇胺基的3，6-芴的共軛聚合物，其特征在于，具有如下結(jié)構(gòu):
其中，m為2~12 ；0<x ^1,0^ y<l, x+y = I ；n = 3-1000 ；Ar為共軛單元,包括乙烯撐基、乙炔撐基、碳氫原子構(gòu)成的芳香環(huán)、碳氮氫原子構(gòu)成的芳香雜環(huán)、碳氮氧氫原子構(gòu)成的芳香雜環(huán)、碳硫氫原子構(gòu)成的芳香雜環(huán)、碳娃氫原子構(gòu)成的芳香雜環(huán)、碳氮硫氫原子構(gòu)成的芳香雜環(huán)和碳硅硫氫原子構(gòu)成的芳香雜環(huán)中的一種或多種組合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含二乙醇胺基的3，6-芴的共軛聚合物，其特征在于所述的Ar共軛單元帶有取代基團，取代基團包括烷基、氟代烷基、烷氧基、酯基或羰基中的一種或多種組合。
3.權(quán)利要求1所述的含二乙醇胺基的3，6-芴的共軛聚合物的制備方法，其特征在于，分兩步進行，第一步:將9，9- 二(溴烷基)_3，6-芴單體與Ar單體進行共聚合反應(yīng)得到含3，6-芴的前驅(qū)體共軛聚合物，聚合反應(yīng)中所使用的9，9- 二(溴烷基)-3，6-芴單體結(jié)構(gòu)如下:
其中，R1為反應(yīng)活性基團，包括溴基、碘基、氯基、三烷基錫或4，4，5，5-四甲基-1，3，2- 二氧雜戊硼烷-2-基中的一種，ζ為2~12 ;所述三烷基錫中的烷基的碳數(shù)目為I~4 ; 聚合反應(yīng)中所使用的Ar單體的結(jié)構(gòu)為:R2-Ar-R2,其中R2為反應(yīng)活性基團,包括溴基、碘基、氯基、三烷基錫或4，4，5，5-四甲基-1，3，2-二氧雜戊硼烷-2-基中的一種；所述三烷基錫中的烷基的碳數(shù)目為I~4 ; 第二步:含3，6-芴的前驅(qū)體共軛聚合物經(jīng)二乙醇胺轉(zhuǎn)化反應(yīng)得到所述的含二乙醇胺基的3，6-芴的聚合物。
4.權(quán)利要求1所述含二乙醇胺基的3，6-芴的共軛聚合物應(yīng)用于制作光電功能器件中。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述應(yīng)用，其特征在于:所述的光電功能器件為有機發(fā)光二極管。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述應(yīng)用，其特征在于:所述的光電功能器件為有機光伏電池。
【文檔編號】C08G61/02GK104072728SQ201410284180
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年6月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月23日
【發(fā)明者】陳軍武, 闞媛媛, 劉珠林, 曹鏞 申請人:華南理工大學(xué)