共轭高分子化合物的合成与表征

摘要

共轭高分子化合物作为一类特殊的功能高分子，凭借其优良的光学性能和电学性能，广泛应用于电池、导电材料、传感器、发光材料等领域。本论文研究目的在于合成一系列的共轭高分子化合物，并研究这些化合物的性能。
　　 本论文以3-噻吩甲醛为基本原料，利用还原氨化反应，合成得到3-羟乙基氨甲基噻吩和3-丁氨基甲基噻吩，并利用IR、H1NMR进行了结构表征。实验结果表明，加热回流得到的产物比在室温下反应产率高，3-噻吩甲醛与乙醇胺(或正丁胺)、还原剂硼氢化钠的摩尔比为1:1:4。以对苯二甲醛和噻吩为原料，以三氟化硼乙醚溶液为催化剂，合成得到了交联剂，并经IR、H1NMR进行了表征。
　　 本论文合成得到了4，4’-二氨基偶氮苯、2-甲基-4，4’-二氨基偶氮苯及2-羟基-4，4'-二氨基偶氮苯，并且利用UV-Vis、IR、H1NMR进行了结构表征。
　　 本论文以对苯二甲醛、4，4’-二氨基偶氮苯、2-甲基-4，4’-二氨基偶氮苯、2-羟基-4，4’-二氨基偶氮苯为原料合成得到3个含偶氮基的聚希夫碱，用UV-vis、IR进行了表征。实验结果表明，聚希夫碱不具有荧光性。还探讨了偶氮结构对带隙的影响：在化合物结构中引入偶氮结构，聚希夫碱的能隙降低。
　　 本论文采用化学氧化聚合方法，用无水三氯化铁作氧化剂，以噻吩、3-甲基噻吩、3-羟乙基氨甲基噻吩、3-丁氨基甲基噻吩等为单体，通过自聚和共聚的聚合方法，合成得到9个聚噻吩类的高分子化合物。以3-甲基噻吩、3-羟乙基氨甲基噻吩、3-丁氨基甲基噻吩、交联剂为单体，共聚得到2个交联化合物。测定这些化合物的紫外-吸收光谱、荧光光谱和表观形貌，分析了能隙、斯托克斯位移、荧光量子产率的变化规律。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 共轭高分子

1.1.1 共轭高分子的分类

1.1.2 共轭高分子的应用

1.2 导电高分子

1.2.1 导电高分子的简介

1.2.2 导电高分子的掺杂

1.3 聚噻吩类化合物

1.3.1 引言

1.3.2 合成方法

1.4 本论文的设计思想

1.5 本论文的主要研究内容

第二章 实验药品、仪器及分析方法

2.1 实验药品

2.2 实验仪器

2.3 合成方法

2.4 紫外光谱的测定

2.5 聚合物能隙的计算

2.6 荧光光谱的测定及斯托克斯位移、量子产率的计算

2.7 红外光谱的测定

2.8 聚合物导电性的测定

2.9 聚合物表面形貌的测定

2.10 聚合物质子酸的掺杂

第三章 单体的合成与表征

3.14,4'-二氨基偶氮苯及其衍生物的合成及表征

3.1.14,4'-二氨基偶氮苯(单体1)的合成及表征

3.1.22-甲基-4,4'-二氨基偶氮苯(单体2)的合成及表征

3.1.32-羟基-4,4'-二氨基偶氮苯(单体3)的合成及表征

3.1.4 结果与讨论

3.2 噻吩类衍生物单体的合成

3.2.13-羟乙基氨甲基噻吩(单体4)的合成及表征

3.2.23-丁氨基甲基噻吩(单体5)的合成及表征

3.2.3 结果与讨论

3.3 交联剂(单体6)的合成及表征

3.3.1 单体6的合成方法

3.3.2 交联剂的表征

3.4 本章结论

第四章 含偶氮基聚希夫碱的合成与表征

4.1 聚(对苯二甲醛+4,4'-二氨基偶氮苯)(聚合物A)的合成及结构表征

4.2 聚(对苯二甲醛+2-甲基-4,4'-Z.氨基偶氮苯)(聚合物B)的合成及结构表征

4.3 聚(对苯二甲醛+2-羟基-4,4'-二氨基偶氮苯)(聚合物C)的合成及结构表征

4.4 结果与讨论

第五章 聚噻吩类化合物的合成与表征

5.1 聚合物的合成与表征

5.1.1 聚噻吩(聚合物Ⅰ)的合成及表征

5.1.2 聚3-甲基噻吩(聚合物Ⅱ)的合成及表征

5.1.3 聚3-羟乙基氨甲基噻吩(聚合物Ⅲ)的合成及表征

5.1.4 聚3-丁氨基甲基噻吩(聚合物Ⅳ)的结构表征

5.1.5 聚(3-甲基噻吩+噻吩)(聚合物Ⅴ)的合成及表征

5.1.6 聚(3-羟乙基氨甲基噻吩+噻吩)(聚合物Ⅵ)的合成及表征

5.1.7 聚(3-羟乙基氨甲基噻吩+3-甲基噻吩)(聚合物Ⅶ)的合成及表征

5.1.8 聚(3-丁氨基甲基噻吩+噻吩)(聚合物Ⅷ)的合成及表征

5.1.9 聚(3-丁氨基甲基噻吩+3-甲基噻吩)(聚合物Ⅸ)的合成及表征

5.1.10 聚(3-羟乙基氨甲基噻吩+3.甲基噻吩+交联剂)(聚合物Ⅹ)的合成及表征

5.1.11 聚(3-丁氨基甲基噻吩+3-甲基噻吩+交联剂)(聚合物Ⅺ)

5.2 结果与讨论

5.2.1 聚合物的物理常数分析

5.2.2 聚合物的斯托克斯位移与量子产率的分析

5.2.4 聚合物的能隙分析

5.3 掺杂前后聚合物表观形貌的变化

5.3.1 聚噻吩掺杂前的表观形貌的分析

5.3.2 聚3-甲基噻吩掺杂前后表观形貌的变化分析

5.3.3 聚(3-甲基噻吩+噻吩)掺杂前后表观形貌的变化分析

5.4 电导性的测试

第六章 结论

参考文献

发表论文和科研情况说明

致谢

附 录