磺酸型聚芴的合成及性能

利用迈克尔加成反应合成了2,7-二溴-9,9-二-(3-丙基酰胺-2-甲基丙磺酸)芴单体,并通过Suzuki偶合反应制备了含不同磺酸比例的磺酸型聚芴(PF6SO3H)。通过核磁共振氢谱、凝胶渗透色谱、溶解性试验、紫外吸收光谱、荧光发射光谱、循环伏安曲线及热重分析法对聚合物结构和性能进行了表征分析。结果表明,成功合成了相对分子质量在3万~5万之间的磺酸型聚芴。发现随着磺酸型聚芴中磺酸基团含量的不同,聚合物在甲醇溶液中的溶解度不同,含有50%磺酸基团的PF6SO3H在甲醇中的溶解度达到了18mg/mL。磺酸侧链的引入使聚芴在薄膜状态和溶液状态下的紫外吸收最大吸收峰和最大荧光发射峰较聚(9,9-二己基)芴(PF6)发生了9nm^40nm红移,且能带隙逐渐变窄,同时磺酸型聚芴的HOMO较PF6增大。热失重分析发现磺酸侧链的引入,使得磺酸型聚芴的热稳定性较PF6有一定的下降。

导电聚合物PEDOT/PSS-MPEG的制备及性能

引言导电高分子既有导体材料的光电学特性,又有良好的力学性能和可加工性[1],这使得导电高分子材料具有广泛的应用前景。聚噻吩类有机导电材料[2]就是这类材料中的一种。

ARGETATRP合成大分子偶联剂PMMA-b-PTMSPMA及其对玻璃表面的接枝

以电子转移再生催化剂的原子转移自由基聚合(ARGET ATRP)成功合成了大分子硅烷偶联剂即聚甲基丙烯酸甲酯-b-3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(PMMA-b-PTMSPMA)。利用所制得的大分子偶联剂对玻璃表面进行了接枝改性,对改性后的玻璃表面形态及疏水性能进行了研究。结果表明,以CuBr2/PMDETA络合物为催化体系,溴化铜(CuBr2)用量为n(CuBr2)/n(单体)=5×10-4时,PMMA段以辛酸亚锡(Sn(EH)2)为还原剂,PTMSPMA段以铜(Cu)为还原剂,用ARGET ATRP两步法成功制备了嵌段共聚物PMMA-b-PTMSPMA。采用"接枝到(graft onto)"方法,在温和的条件下,在玻璃表面接枝上了大分子偶联剂。玻璃表面的接触角可从30°提高到65°,提高了玻璃表面的疏水性。

3,4-乙烯二氧噻吩的聚合动力学

以化学氧化法合成了聚(3,4-乙烯二氧噻吩)(PEDOT)水分散体,通过气相色谱法测定了EDOT聚合转化率,研究了聚合温度、模板及掺杂剂、氧化剂、催化剂等因素对EDOT聚合动力学的影响。结果表明:温度越高,聚合速率越快,但导电性能变差。在以过硫酸铵为氧化剂、硫酸铁为催化剂时,两者用量越多,EDOT聚合速率越快,硫酸铁合适的用量为2‰。模板用量越多,EDOT聚合速率越慢;EDOT在以乙烯基苯磺酸钠与丙烯酸酯共聚物为模板中的聚合速率大于以聚苯乙烯磺酸钠(PSS)为模板中的聚合速率。以共聚物为模板所制得的PEDOT水分散体,其成膜性能得到明显提高。

含EDOTBT结构单元低能隙聚合物的合成及性能

采用Heck反应制备了以3,4-乙撑二氧噻吩(EDOT)为供体,苯并噻二唑(BT)为受体的D-A型单体4,7-二(3,4-乙撑二氧噻吩)-苯并噻二唑(EDOTBT);采用Suzuki反应合成了一种低能隙的共轭聚合物4,7-二(3,4-乙撑二氧噻吩)-苯并噻二唑-芴共聚物(PEDOTBTF6)。通过核磁共振、热失重、凝胶渗透色谱、紫外-可见光光谱、循环伏安等对其进行了分析研究。结果表明,成功合成了单体EDOTBT及共轭聚合物PEDOTBTF6,所得共聚物具有较高的相对分子质量,在有机溶剂中具有较好的溶解性,且具有良好的热稳定性。PEDOTBTF6具有较低的能带隙,其光学带隙宽为1.65eV。通过循环伏安法测得其HOMO和LUMO能级分别为-5.23eV,-3.58eV。由该共聚物制备的聚合物太阳能电池具有良好的光电性能。初步研究表明,当退火温度为160℃,退火时间为20min时,所得到的聚合物太阳能电池的短路电流(Jsc)为1.6mA/cm2;开路电压(Voc)为0.5V;光电转换效率(PCE)为0.21%。

一种含氟芳香二胺及其聚砜酰亚胺的合成与表征

以4,4'-二氟二苯砜和N-溴代丁二酰亚胺为起始原料,经三步有机反应设计并合成了一种新型含氟芳香二胺——2,2'-双[3-(4-三氟甲基苯基)-4-(4-氨基苯氧基)苯基]砜(3);并由该二胺单体和3种商品化二酐单体经一步高温缩聚制备了一系列含氟聚砜酰亚胺(PSI 5a^5c).分别用红外、核磁共振光谱对所制聚砜酰亚胺结构进行了表征.结果证实其与所设计的结构完全一致,并且酰亚胺化反应完全.所制聚砜酰亚胺表现出优良的溶解性能和光学性能,室温下不仅可以溶于N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)等强极性溶剂,还能溶于低沸点的氯仿、四氢呋喃(THF)等溶剂;聚合物薄膜无色透明,截断波长在366~330 nm,450 nm后具有高光学透明性.此外,该类聚砜酰亚胺还表现出良好的热性能和机械性能,玻璃化转变温度在254~264℃,在空气中和氮气中热失重10%的温度都在550℃以上.聚合物薄膜的拉伸强度为87~92 MPa,断裂伸长率在9%~13%,杨氏模量为1.8~2.1 GPa.所制薄膜在1 MHz下的介电常数为2.8~3.0.