一種全共軛嵌段共聚物及其制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種全共軛嵌段共聚物及其制備方法。本發(fā)明的全共軛嵌段共聚物的結(jié)構(gòu)式為：。其中，R1，R2分別為烷基、烷氧基、醚氧基中的任一種；m和n為聚合物主鏈結(jié)構(gòu)的重復(fù)單元數(shù)，m、n均為大于零的正整數(shù)。合成步驟為：將3-取代噻吩單體和2,5-二取代對(duì)苯單體分別進(jìn)行格氏置換反應(yīng)形成準(zhǔn)活性單體；然后與催化劑配位化合物分別形成配合物；最后通過(guò)一定的加料順序經(jīng)還原消除反應(yīng)形成全共軛嵌段聚合物。本發(fā)明所得到的聚合物具有較寬的紫外吸收光譜范圍，熒光發(fā)射強(qiáng)，在氯仿、二氯甲烷、鄰二氯苯和甲苯中溶解性好。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種全共軛嵌段共聚物及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于高分子聚合物領(lǐng)域，具體涉及一種全共軛嵌段共聚物及其制備方法。【背景技術(shù)】
[0002]共軛聚合物由于不僅具有高分子材料的良好的加工和力學(xué)性能，還具有半導(dǎo)體所具有的電學(xué)和光學(xué)特性，并且可以通過(guò)改變結(jié)構(gòu)來(lái)調(diào)節(jié)帶隙及導(dǎo)電特性，在聚合物太陽(yáng)能電池、聚合物發(fā)光二極管、有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管、生物傳感和細(xì)胞成像等領(lǐng)域得到了廣泛的研究和應(yīng)用。
[0003]在有機(jī)光電子器件中，共軛聚合物的組裝特性和聚集態(tài)結(jié)構(gòu)與器件的性能緊密相關(guān)。嵌段共聚物由于其分子鏈的熱力學(xué)不相容性，可以形成豐富的微納米組裝結(jié)構(gòu)，成為調(diào)節(jié)聚合物微觀聚集態(tài)結(jié)構(gòu)的常用方法。將共軛聚合物的光電性能和嵌段共聚物的自組裝特性相結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)聚合物光電性能和聚集態(tài)結(jié)構(gòu)的雙重調(diào)控，從而提高聚合物的應(yīng)用性倉(cāng)泛。
[0004]目前，共軛嵌段共聚物的制備和研究主要集中在剛-柔嵌段共聚物體系(CN102453304 A)。這種體系合成簡(jiǎn)單，組裝結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)容易，但是由于柔性鏈段不導(dǎo)電，會(huì)大大降低聚合物材料的光電性能，尤其是載流子遷移率。
[0005]針對(duì)這一問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種全共軛的剛-剛嵌段共聚物及其合成方法。這種共聚物體系由于主鏈中不含柔性鏈段，在光學(xué)吸收和發(fā)光、光電導(dǎo)性、能量轉(zhuǎn)移以及電荷分離等方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，但是由于剛性鏈段的結(jié)構(gòu)會(huì)降低在溶液中的溶解度，比如，聚噻吩、聚對(duì)苯在常見(jiàn)的有機(jī)溶劑中不溶解，所以，本發(fā)明在剛性主鏈上引入了柔性側(cè)鏈。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種全共軛嵌段共聚物及其制備方法。本發(fā)明所得到的聚合物具有較寬的紫外吸收光譜范圍，熒光發(fā)射強(qiáng)，在氯仿、二氯甲烷、鄰二氯苯和甲苯中溶解性好。這種聚合物材料可以用于光電功能器件，特別在是場(chǎng)效應(yīng)晶體管和聚合物太陽(yáng)能電池上具有潛在的應(yīng)用前景。
[0007]本發(fā)明的一種全共軛嵌段共聚物具有如下結(jié)構(gòu):
【權(quán)利要求】
1.一種全共軛嵌段共聚物，其特征在于該聚合物具有如下結(jié)構(gòu):
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全共軛嵌段共聚物，其特征在于所述烷基為癸基、己基或2-乙基己基；所述烷氧基為辛氧基或癸氧基；所述醚氧基為1，4，7，10_四氧雜十一基。
3.—種如權(quán)利要求1或2所述的全共軛嵌段共聚物的制備方法，其特征在于具體步驟如下: 步驟1:在無(wú)水無(wú)氧環(huán)境下，依次加入1-3份的3-取代噻吩單體，四氫呋喃，格氏試劑，反應(yīng)12-24小時(shí)，制得溶液A ；同樣在無(wú)水無(wú)氧的另一容器中依次加入1-3份的2，5- 二取代對(duì)苯單體，四氫呋喃，格氏試劑，反應(yīng)12-24小時(shí)，制得溶液B ; 步驟2:將1，2-雙(二苯基磷)乙烷二氯化鎳制成溶于四氫呋喃的懸濁液，制得溶液C ； 步驟3:將溶液C注入到溶液B中，反應(yīng)5小時(shí)，得到溶液D，再將溶液A注入溶液D中后進(jìn)行共聚反應(yīng)2~24h ； 步驟4:淬滅反應(yīng)后，經(jīng)氯仿萃取，所得有機(jī)相用飽和NaCl溶液洗滌，再用水洗，然后用無(wú)水MgSO4干燥，過(guò)濾，蒸餾，在所得濃縮液中加入沉淀劑，過(guò)濾得到粗產(chǎn)物，再進(jìn)一步采用中等極性有機(jī)溶劑進(jìn)行洗滌得到所述全共軛嵌段共聚物。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的全共軛嵌段共聚物的制備方法，其特征在于所述格氏試劑選自甲基氯化鎂、乙基溴化鎂或異丙基氯化鎂中的一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的全共軛嵌段共聚物的制備方法，其特征在于所述用于洗滌粗產(chǎn)物的有機(jī)溶劑選自丙酮、乙酸乙酯或乙酸甲酯中的一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的全共軛嵌段共聚物的制備方法，其特征在于，所述淬滅反應(yīng)采用的是鹽酸溶液。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的全共軛嵌段共聚物的制備方法，其特征在于，所述沉淀劑選自甲醇或乙醇。
【文檔編號(hào)】C08G61/12GK103936972SQ201410149467
【公開(kāi)日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2014年4月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月14日
【發(fā)明者】張雪勤, 潘琴, 林保平, 張旭, 章曙 申請(qǐng)人:東南大學(xué)