基于聚芴的光电高分子材料的制备与光物理研究

摘要

诸如聚噻吩(PTP)、聚对苯基乙炔(PPV) 和聚芴(PF) 等π -电子共轭聚合物所拥有的光电和光子特性可以通过结构修饰加以调变、材料合成成本较低、利用喷墨印刷技术可以制造大面积光电及非线性光学器件，这些独特的优良特性使其成为光电材料应用（有机太阳能电池、电致发光二极管、生物传感器、计算机系统的数据处理器、开关元器件、导电光刻胶等）领域里的令人瞩目的候选材料1。在这些共轭聚合物中，聚芴因其优良的光电响应效率和良好的化学和光化学稳定性而倍受研究人员关注。刚性的芴分子中的两个苯环通过C-9 碳原子锁合在同一平面，芴单体的聚合可以通过 Stille, Heck, Wittig, Yamamoto, Grignard 和Suzuki 等偶联反应实现2 。通过对芴单元中 C-9 位置进行功能化修饰可以提供这样一个机会，即，减小在固态或固体薄膜中因π -π重叠而导致的强分子间相互作用，进而提高材料的非线性光学和光电响应能力。本文中我们在C-9 位引入两条对-烷氧基苯基侧链合成了基于聚芴的共轭聚合物(Mw = 4.3 × 10 5 , Mn = 2.2 × 10 5 , Pd = 1.95)。聚合物拥有单一的玻璃化转变温度（95 0 C ）。由于两个对-十二烷氧基苯基接枝于芴单元C-9 位置，聚合物的刚性增强，其玻璃化温度高于聚（9,9-二辛烷基芴）（～51 0 C ）和聚（9,9-二正己基芴）（～55 0 C ）。皮秒激光瞬态解析谱研究了结果聚合物的光物理性质。图示一给出了具体的合成路线及局部结构的计算机模拟。