聚苯撑乙烯类衍生物的合成、聚合反应机理及光电性能研究

摘要

自从英国剑桥大学首次报道聚对苯乙烯撑(PPV)电致发光材料以来，由于聚合物电致发光材料在平板显示方面的潜在应用，使得作为聚合物发光器件材料的π共轭聚合物在科学研究和商业应用方面受到极大的关注。近年来已有大量的共轭聚合物用作电致发光材料的研究，其中PPV及其衍生物发光材料由于其优异的热稳定性和高的量子效率而备受关注，聚合物做为LED器件的主要优势是灵活的分子设计性和低成本的溶液加工过程，近年来由于喷墨打印技术的发展，使得对发光聚合物的溶解性能有了很高的要求，采用Gilch反应可以方便的合成具有高分子量，可溶性的PPV衍生物，特点是反应进行速度快，反应过程难以控制，易于交联或者生成大分子量的聚合物，对于聚苯撑乙烯衍生物来说，太大的分子量或者反应过程中的交联会使聚合物在有机溶剂中的溶解性能变差或者根本不能溶解，因此，采取有效的方法控制聚合反应过程，改善聚合物在有机溶剂中的溶解性能，对PLEDs器件的制作工艺水平的提高具有很重大的意义。本文采用Gilch反应合成了两种新型苯基取代的PPV衍生物：聚2-(4-甲氧基)苯氧基，5-(4-(3，7-二甲基辛氧基)苯基)-1,4-苯撑乙烯(NF-PPV)和聚2-(4-甲氧基)苯氧基，5-(3-氟，4-(3，7-二甲基辛氧基)苯基)-1,4-苯撑乙烯(F-PPV)。另外我们在NF-PPV的侧链引入一个F原子，考察其对聚合物的光致发光和电致发光性能的影响，对所得聚合物进行了核磁共振(氢谱和碳谱)检测和元素分析测试，并全面地研究了聚合物的紫外-可见光吸收特性、电化学特性、光致发光性能和电致发光性能。并在聚合反应的过程中尝试低温聚合，改变聚合反应溶剂及在聚合物反应过程中添加链转移剂等方法控制聚合反应过程。 论文中器件的基本结构为：ITO/PEDOT：PSS/Polymer/Ba/Al。

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第一章绪论

1.1聚合物电致发光材料及器件的的发展概况

1.2聚合物电致发光器件

1.2.1聚合物电致发光机理

1.2.2聚合物中的光物理过程

1.2.3器件结构

1.2.4器件性能

1.3为什么我们选择PPV作为研究对象

1.3.1 P-PPV与聚芴PF的比较

1.3.2 P-PPV与聚合物磷光材料的比较

1.4 PPV的主要聚合方法

1.4.1前驱体聚合法

1.4.2.Gilch法

1.4.3.Wittig反应

1.4.4 Heck偶联反应

1.4.5.Knoevenagel缩合

1.4.6.Suzuki—Miyaura反应

1.4.7.Stille反应

1.5本论文研究的目的和意义

1.5.1基于Gilch反应的PPV聚合反应机理的研究意义

1.5.2侧链含氟的苯基取代PPV的光电性能的研究意义

第二章新型苯基取代聚苯撑乙烯(PPV)的合成与光电性能研究

2.1引言

2.2实验部分

2.2.1原料与试剂

2.2.2实验步骤

2.2.3器件制备

2.2.4测试仪器

2.3结果与讨论

2.3.1单体及共聚物的合成与表征

2.3.2聚合反应机理及控制分子量的研究

2.3.3聚合物的光学性能研究

2.3.4共聚物的电化学特性

2.3.5采用四溴化碳做为链转移剂对PPV电致发光性能(EL)的影响

2.3.6聚合物的电致发光性能

2.4本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢