四苯乙烯基共轭聚合物的制备及其圆偏振发光性质的研究

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圆偏振发光(CPL)材料由于在信息存储、3D显示、化学传感、不对称光催化等方面具有广阔的应用前景而得到广泛关注。相比于目前研究较多的有机小分子,CPL活性聚合物材料由于具有易加工、易成膜等优点受到越来越多的关注。本文通过偶联反应制备了五种四苯乙烯(TPE)基共轭聚合物,并研究了它们的自组装行为及在聚集态和薄膜状态下的CPL性质。具体研究内容如下:首先,通过Sonogashira偶联聚合反应制备了两种侧链含有手性缬氨酸的TPE基共轭聚合物L/D-P1。该聚合物在溶液中不发光、而在聚集态发光强烈,表现出聚集诱导发光(AIE)性能,其在四氢呋喃溶液中可以形成螺旋的纳米纤维。该聚合物在溶液和聚集态下CPL信号微弱。将其掺杂到可聚合的向列相液晶单体中,通过光引发聚合制备得到的薄膜具有CPL性能,其发光不对称因子(glum)分别为-7.1×10-3和+7.3 ×10-3。其次,通过Suzuki偶联聚合反应制备了两种含有手性亮氨酸侧基的TPE基共轭聚合物L/D-P2。该聚合物具有AIE性能,可自组装成螺旋纳米纤维。其在溶液态无圆二色(CD)和CPL信号、而在聚集态具有CD和CPL信号,表现出聚集诱导圆二色和圆偏振发光效应,其CPL发光不对称因子分别为-3.6×10-4和+3.2×10-4,说明聚合物侧链的手性成功传递到了聚合物主链上。将该聚合物与可反应的向列相液晶共混,通过原位光交联反应制备了具有CPL活性的聚合物薄膜,其glum分别为-0.94×10-3和+2.8×10-3。最后,设计并合成了一种非手性的给体-受体型TPE基共轭聚合物P3。其在稀溶液中发出亮黄色荧光,在聚集态下发射波长红移、强度变弱,表现出聚集导致的猝灭和分子内电荷转移效应。将其掺杂到可聚合的手性向列相液晶中,通过光交联制备了一系列的取向聚合物薄膜。该薄膜可发射橙黄色的CPL光,其glum绝对值高达0.77,荧光量子效率高达60.4%。
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