端基修饰聚合物给体制备高性能有机太阳能电池

端基工程是一种非常简单、操作方便的聚合物修饰策略,然而该策略用于调控非富勒烯有机太阳能电池性能的研究尚不充分.本文通过Stille偶联方法,分别以2-(2-乙基己基)噻吩(T-EH)、5-(2-乙基己基)-2,2′-联噻吩(2T-EH)和5-(2-乙基己基)-2,2′∶5,2′-三联噻吩(3T-EH)为封端基团,制备了3种新型的全封端聚合物给体PM6-T-EH,PM6-2T-EH和PM6-3T-EH.相比于未封端的聚合物给体PM6(效率为15.40%),封端后的聚合物PM6-T-EH,PM6-2T-EH,PM6-3T-EH与Y6制备的器件分别取得了16.66%,15.54%和13.50%的能量转换效率.研究发现,烷基单噻吩基团封端聚合物可以有效减少活性层中的载流子陷阱、优化活性层的形貌、改善电荷传输,从而提升器件的性能.随着封端基团噻吩单元的增加,器件性能逐渐降低,主要归因于封端剂共轭链增长、体积过大导致活性层形貌变差.在单噻吩封端的最优性能基础上,通过活性层优化,PM6-T-EH∶BTP-eC9体系的器件效率可达18.02%.

新型含双邻甲基取代结构聚芳醚砜醚酮酮的合成与表征

以2,2′,6,6′-四甲基-4,4′-二苯氧基二苯砜(o-M2DPODPS)为单体,与对苯二甲酰氯(TPC)或间苯二甲酰氯(IPC)通过低温亲电溶液缩聚,合成了两种新型含双邻甲基取代结构的聚芳醚砜醚酮酮.用DSC、IR、WAXD、TGA、1H-NMR等方法对聚合物进行了表征分析,考察了聚合物的溶解性能.结果表明,两种聚合物均为无定型聚集态,具有很高的玻璃化转变温度(Tg)、良好的热稳定性和优良的溶解性能.

双邻位甲基取代的聚芳醚酮合成与表征

两种单体 2 ,2′ ,6 ,6′ 四甲基 4 ,4′ 二苯氧基二苯酮 (o M2 DPOBP)和 2 ,2′ ,6 ,6′ 四甲基 4 ,4′ 二苯氧基三苯二酮 (o M2 DPOTPDK) ,分别与对苯二甲酰氯 (TPC)和间苯二甲酰氯 (IPC)低温亲电溶液缩聚 ,合成了 4种含双邻位甲基侧基聚醚酮醚酮酮 (DM PEKEKK和DM PEKEKMK)及含双邻位甲基侧基聚醚酮酮醚酮酮 (DM PEKKEKK和DM PEKKEKMK)聚合物 .用FT IR、1 H NMR、DSC、TGA、WAXD等方法对聚合物进行了表征 ,研究了聚合物的溶解性能 .结果表明 ,该 4种聚合物具有较高的玻璃化转变温度 ,良好的热稳定性和优良的溶解性能 .

2,2',6,6'-四甲基-4,4'-二苯氧基二苯砜、二苯醚和对苯二甲酰氯三元无规共聚物的合成与表征

以2,2′,6,6′?四甲基?4,4′?二苯氧基二苯砜(o?M2DPODPS)、二苯醚(DPE)和对苯二甲酰氯(TPC)为单体,在无水AlCl3和N,N?二甲基甲酰胺(DMF)存在的条件下,于1,2?二氯乙烷(DCE)中进行低温溶液无规共缩聚,合成了一系列新型线型高分子量含双邻甲基取代结构的聚醚砜醚酮酮(DM?PESEKK)/聚醚酮酮(PEKK)无规共聚物,并用IR,DSC,XRD,TGA和H?NMR等方法对共聚1物进行了表征分析,考察了共聚物的溶解性能.结果表明,随着DM?PESEKK含量的增加,玻璃化转变温度(Tg)逐渐升高,熔融温度(Tm)逐渐降低,结晶度下降,溶解性得到明显改善.

新型光学活性含氰基三联苯液晶聚噻吩合成与分子构象(英文)

合成了一种含有长柔性间隔基和氰基三联苯液晶基元的发光性聚噻吩衍生物{-[thiopheneyl-CH2-COO-(CH2)6-O-terphenyl-CN]n-,PT(6)TPhCN}.利用傅里叶变换红外(FT-IR)光谱、核磁共振(1H NMR)、差示扫描量热(DSC)仪、偏光显微镜(POM)、紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱和荧光(PL)光谱对单体和聚合物的结构及性质进行了表征.单体都呈现出良好的液晶性能,由于长间隔基的存在,聚合物PT(6)TPhCN也呈现出良好SmAd相.氰基三联苯的存在还赋予了聚合物良好的光致发光性能,同时,长间隔基也有效地降低了分子间的相互作用,进一步增强了聚合物的发光性能.另外,研究发现,在未引入任何手性元素的情况下,聚合物主链在圆二色(CD)光谱中还呈现出明显的Cotton效应,这可能是由于大体积液晶基元的位阻效应和取向作用,液晶基元环绕主链进行取向的同时诱导聚噻吩主链在长程范围内呈螺旋取向.

2,2′,6,6′-四甲基-4,4′-二苯氧基二苯砜的合成与表征

以2,6-二甲基苯酚与4,4′-二氯二苯砜为原料,环丁砜为溶剂,通过亲核取代反应,合成出了2,2′,6,6′-四甲基-4,4′-二苯氧基二苯砜(o-M2DPODPS),对其进行了IR、DSC、MS、1H-NMR等表征分析.实验证明该化合物具有预期的结构,具有较高的熔点和纯度.

双邻位甲基取代的含间苯基聚芳醚砜醚酮酮/聚醚酮酮三元无规共聚物的合成与表征

以2,2′,6,6′-四甲基-4,4′-二苯氧基二苯砜(o-M2DPODPS)作为第三单体与二苯醚(DPE)、间苯二甲酰氯(IPC),在无水AlCl3和N,N-二甲基甲酰胺(DMF)的存在下,于1,2-二氯乙烷(DCE)中进行低温溶液缩聚,合成了一系列含有双邻位甲基侧基的聚芳醚砜醚酮酮共聚物,用IR、DSC、WAXD、TGA等方法对其进行了表征.结果表明:随着o-M2DPODPS/DPE比例的不断增加,共聚物的熔融温度逐渐下降,结晶度也随之下降,而玻璃化转变温度升高,具有良好的耐热性能,溶解性能也得到较大的改善.

含手性三联苯腰接型液晶聚乙炔的合成及其“甲壳效应”

设计、合成了一种新单体,并由[Rh(nbd)Cl]2/Et3N(nbd=2,5-降冰片二烯)催化聚合反应制备了一种具有较高相对分子质量(质均相对分子质量为30300)的含手性三联苯液晶聚乙炔PAM3OCO(TPh)(OR*)2{—[(CHC(CH 2)3OCO-terphenyl(OR*)2]n,R*=(S)-2-甲基丁基}。由于手性基团和三联苯液晶基元的引入,单体具有互变手性近晶C相,而聚合物则呈现互变的手性近晶A相液晶行为。三联苯液晶基元以重心位置连接于聚合物主链并围绕主链所产生的"甲壳效应"赋予了聚合物很高的热稳定性(356℃)、发光性能和聚集诱导增强发光特性。其薄膜状态下的发光强度明显大于其在稀溶液状态下的发光强度,且内量子效率和外量子效率分别为0.214和0.023。紫外光激发下,聚合物在液晶状态下的发光强度明显优于溶液和薄膜状态,并且发光谱带发生了红移。

含双邻位甲基侧基的聚醚酮醚酮酮/聚醚酮酮无规共聚物的合成与表征

以2,2,′6,6′-四甲基-4,4′-二苯氧基二苯酮(o-M2DPOBP)为单体,二苯醚(DPE)和对苯二甲酰氯(TPC)为单体,在无水A lC l3和N,N-二甲基甲酰胺(DMF)的存在下,于1,2-二氯乙烷(DCE)中进行低温溶液无规共缩聚,合成了一系列新型高分子量主链含有双邻位甲基侧基的聚醚酮醚酮酮(DM-PEKEKK)/聚醚酮酮(PE-KK)无规共聚物,并用FT-IR、DSC、WAXD、TGA、1H-NMR等方法对共聚物进行了表征分析,考察了共聚物的溶解性能。结果表明,随着DM-PEKEKK链节含量的增加,共聚物的玻璃化转变温度(Tg)逐渐升高,熔融温度(Tm)逐渐降低,结晶度下降,溶解性得到明显改善,具有良好的热稳定性。

含对苯二甲酸双(对甲氧基苯)酯液晶基元聚噻吩的合成

从设计合成单体噻吩取代对苯二甲酸双(对甲氧基苯)酯入手,以FeCl3为催化剂,CHCl3为溶剂,合成了一种新型以聚噻吩为共轭主链的共轭聚合物。利用核磁共振(1H-NMR),红外光谱(IR)等方法表征了单体和聚合物的结构。利用差示扫描量热仪(DSC)、带热台的偏光显微镜(POM)、紫外光谱(UV)和荧光光谱(PL)研究了聚合物液晶性和光学性能。结果表明,该聚合物为无规聚合物。通过偏光显微镜观察,单体具有向列型液晶态纹影织构,而由于大体积刚性侧基破坏了聚合物的液晶性,聚合物分解温度之前未观察到该聚合物有明显的双折射现象。

含双邻位甲基侧基聚醚砜醚酮酮/聚醚砜醚酮酮三元无规共聚物的合成与表征

以2,2,′6,6′-四甲基-4,4′-二苯氧基二苯砜(o-M2DPODPS)、4,4′-二苯氧基二苯砜(DPODPS)为单体,无水A lC l3/N,N-二甲基甲酰胺(DM F)/1,2-二氯乙烷(DCE)为催化剂溶剂体系,与对苯二甲酰氯(TPC)发生F ride l-C rafts酰化缩聚反应,合成了一系列新型高分子量主链含双邻位甲基侧基的聚醚砜醚酮酮(DM-PESEKK)/聚醚砜醚酮酮(PESEKK)无规共聚物。利用IR、DSC、W AXD、TGA、1H-NM R等方法对聚合物进行了表征分析,测定了共聚物的对数比浓黏度。结果表明,随DM-PESEKK链节含量的增加,共聚物的玻璃化转变温度(Tg)逐渐升高,熔融温度(Tm)和结晶度逐渐下降,溶解性能得到较大改善,具有良好的热稳定性。

含氰基三联苯聚噻吩液晶共轭聚合物单体合成

通过Sszuki偶联和Mitsunobu酯化等反应,设计合成了一种新型含氰基三联苯聚噻吩类液晶共轭聚合物单体,利用核磁共振(1HNMR)、红外光谱(IR)等方法表征了单体的结构。利用示差扫描量热仪(DSC)、带热台的偏光显微镜(POM)、紫外光谱(UV)和荧光光谱(PL)研究了单体液晶性和光电性能。结果表明,该单体具有近晶A型液晶态扇形织构,同时,由于三联苯的存在赋予了单体很好的紫外吸收和光致发光性能,在320nm紫外光激发下,可发射400nm的蓝光。

双邻位甲基取代PESEKK三元无规共聚物的合成与表征

以 2 ,2′ ,6 ,6′ 四甲基 4 ,4′ 二苯氧基二苯砜 (o M2 DPODPS)、对苯二甲酰氯 (TPC)和间苯二甲酰氯(IPC)为单体 ,无水AlCl3 /N ,N 二甲基吡咯烷酮 (NMP) / 1,2 二氯乙烷 (DCE)为催化剂溶剂体系 ,通过低温溶液缩聚合成了一系列o M2 DPODPS/TPC/IPC三元无规共聚物 ,用IR、WAXD、DSC、TG、1HNMR等技术对共聚物进行了表征分析。结果表明 ,双邻位甲基取代结构使共聚物具有较高的Tg,而且随着主链中对位苯基的增加 ,共聚物的Tg(2 0 9～ 2 34℃ )逐渐增大。

接枝聚合制备具有超低介电常数聚酰亚胺纳米复合物材料

通过热引发甲基丙烯酸环戊基-立方低聚倍半硅氧烷(R7R'Si8O12,POSS)(MA-POSS)与臭氧预处理的含氟聚酰亚胺(FPI)自由基接枝共聚制得了含多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)的FPI纳米复合物.用核磁共振(NMR)、X-射线衍射(XRD)及场发射扫描电镜(FESEM)等手段对POSS/FPI纳米复合物的化学组成及其形貌结构进行了表征.POSS/FPI纳米复合物薄膜与原始FPI薄膜相比具有更低的、可调的介电常数,它的介电常数(κ)在2.5～2.1之间.

以聚合物乳胶为模板经表面引发原子转移自由基聚合制备空心二氧化硅纳米微球

Hollow silica nanospheres were synthesized by silyl functionalized poly(vinyl benzyl chloride)(PVBC) latex nanoparticles via surface-initiated atom transfer radical polymerization(ATRP) of 3-(trimethoxysilyl)propyl methacrylate(TMSPM),followed by polycondensation with tetraethoxysi-lane(TEOS) in the ethanol-ammonia and removal of the PVBC cores by thermal decomposition.Transmission electron microscopy(TEM) were used to characterize the intermediate products and the hollow nanospheres.

含甲基侧基聚芳醚砜醚酮酮的合成与表征

用邻甲酚或间甲酚与4,4′-二氯二苯砜合成2,2′-二甲基-4,4′-二苯氧基二苯砜(o-CH3-DPODPS)或3,3′-二甲基-4,4′-二苯氧基二苯砜(m-CH3-DPODPS),然后与对苯二甲酰氯(TPC)或间苯二甲酰氯(IPC)进行缩聚,得到一类新型含甲基侧基的聚芳醚砜醚酮酮聚合物。用FT-IR,1H-NMR,DSC,TGA,X-ray等方法对单体和聚合物进行表征。结果表明,这种可溶性的非晶态聚合物具有较高的玻璃化转变温度Tg和较好的耐热性能。

含甲基侧基聚芳醚酮无规共聚物的合成与表征

由邻甲酚与4,4′-二氟二苯酮或1,4-(4-氟苯酰基)苯合成2,2′-二甲基-4,4′-二苯氧基二苯酮(Me-DPOBP)或1,4-[4-(2-甲基苯氧基)-苯酰基]-苯(Me-DPOTPK),再与二苯醚(DPE)、对苯二甲酰氯(TPC)在1,2-二氯乙烷(DCE)中,以无水AlCl3为催化剂,在N,N-二甲基甲酰胺(DMF)存在下进行亲电缩聚反应,合成了一系列不同结构的甲基取代的聚芳醚酮醚酮酮/聚芳醚酮酮(MePEKEKK/PEKK)和聚芳醚酮酮醚酮酮/聚芳醚酮酮(MePEKKEKK/PEKK)共聚物。用IR,DSC,TGA和WAXD等方法对共聚物进行了分析表征,结果表明,该系列共聚物与PEKK相比,玻璃化转变温度Tg增大,熔融温度Tm、结晶度及热分解温度均有所下降。共聚物仍具有很好的耐热性。

聚芳醚酮/含甲基侧基聚芳醚砜醚酮酮的合成与表征

以 2 ,2′ 二甲基 4,4′ 二苯氧基二苯砜 (o CH3 DPODPS)、二苯醚 (DPE)和对苯二甲酰氯 (TPC)为单体 ,在无水AlCl3 、 1,2 二氯乙烷和N ,N 二甲基甲酰胺存在下 ,通过低温溶液缩聚反应。合成了一系列新型含甲基侧基的聚芳醚酮 /聚芳醚砜无规共聚物。用FT IR ,WAXD ,DSC和TG等方法对聚合物进行了表征。结果表明 ,随着 2 ,2′ 二甲基 4,4′ 二苯氧基二苯砜含量的增加 ,共聚物的玻璃化转变温度逐渐提高 。

含甲基侧基聚芳醚酮/聚芳醚砜醚酮酮无规共聚物的合成

将2,2′-二甲基-4,4′-二苯氧基二苯砜(o-CH3-DPODPS)、二苯醚(DPE)、对苯二甲酰氯(TPC)和间苯二甲酰氯(IPC)四种单体,按一定的配比,在无水AlCl3和N,N-二甲基甲酰胺(DMF)存在下,于1,2-二氯乙烷(DCE)中进行低温溶液共缩聚反应,合成了一系列o-CH3-DPODPS/DPE/TPC/IPC四元共聚物.用IR、WAXD、DSC和TG等方法对共聚物进行了表征和性能测试.研究结果表明,该系列共聚物有较高的玻璃化温度,但熔融温度较低,热分解温度均在450℃以上.共聚物具有较好的耐溶剂性.

侧链液晶聚乙炔的合成及性能表征

取向液晶侧链引入聚乙炔主链促使主链共轭性提高,导致获得电活性和取向性的永久结合。最近,已有不少研究组将聚炔共轭聚合物作为刚性主链应用于制备侧链液晶聚合物。文中主要阐述带有液晶侧链聚乙炔的合成、液晶性及光学性能,并根据侧链液晶基元结构对其进行分类。