侧基含棒状液晶基元的聚噻吩的合成及光学性质研究.doc

侧基含棒状液晶基元的聚噻吩的合成及光学性质研究随着显示技术的发展,聚噻吩作为经典的电致发光材料受到研究者越来越多的关注。为了研究和提高聚噻吩的成型可加工及光学性能,从分子结构设计出发,设计并制备了侧基含棒状液晶基元的聚噻吩类新型共轭液晶聚合物。以对溴苯酚、2,5-二溴甲苯为原料通过Suzuki反应等反应合成了棒状液晶基元三联苯衍生物,并通过亲核取代反应制备了3-(((4,4’’-二(癸氧基)-[1,1’:4’,1’’-三联苯]-2’-基)甲氧基)甲基)-2,5-二溴噻吩(单体1),用正十四烷氧基取代癸氧基,以同样的方法制备出3-(((4,4’’-二(十四烷氧基)-[1,1’:4’,1’’-三联苯]-2’-基)甲氧基)甲基)-2,5-二溴噻吩(单体2);以噻吩、2,2’-联噻吩和三甲基锡氯为反应物制备了2,5-双(三甲基锡基)噻吩(单体3)、5,5’-双[三甲基锡基]-2,2’-联噻吩(单体4)。单体1和单体2通过Yamamoto偶联反应自聚合制备了均聚物PTC10和PTC14;单体1和单体2通过Stille偶联反应与2,5-双(三甲基锡基)噻吩、5,5’-双[三甲基锡基]-2,2’-联噻吩共聚合制备相应的聚噻吩共聚物PTTC10,PTTTC10,PTTTC14和PTTTC14。单体结构通过核磁氢谱及红外光谱等手段进行验证。利用核磁氢谱、偏光显微镜、紫外-可见光吸收光谱、荧光光谱和广角X射线衍射对聚合物结构及光学性能进行了表征;使用凝胶色谱法(GPC)测定聚合物分子量;使用差示扫描量热法(DSC)对其热力学性能进行表征,得到以下结论:1.通过红外光谱和核磁氢谱验证合成的侧基含三联苯液晶基元的单体及聚合物与设计预期的结构相符,凝胶色谱法(GPC)结果显示合成聚合物的分子量基本已破万;DSC结合偏光显微镜观察,可知各聚合物在相应温度下呈现了液晶态,说明合成的聚合物为液晶聚合物。X射线衍射测试结果显示它们具有新颖的层状结构,为近晶相液晶聚合物。2.通过UV-Vis光谱可以看出聚合物侧基三联苯液晶基元和噻吩主链各有吸收峰,FL光谱显示合成的聚合物在溶液和固体状态下都显示出较强的荧光,有望成为较好的光电材料。3.液晶态下聚合物液晶基元的相对有序结构可以提高主链的共平面性,减少基态振动能级,使发光光谱半峰宽变窄。4.荧光光谱结果显示三联苯液晶基元吸收能量后通过很短的柔性间隔基能将能量高效地转移给主链,提高了聚合物的发光强度。