含二乙炔和含吡啶环共轭聚合物的合成、表征及性能研究

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共轭聚合物由于其独特分子结构、优异的热稳定性和新颖的光电性能而受到了广泛的关注,是目前的研究点之一。利用Glaser-Hay氧化偶合反应和[2+2+2]环三聚反应,可以合成出线性或超支化的共轭聚合物,它们能够广泛应用于耐高温材料、磁性材料、电致发光材料、太阳能电池和生物传感器等领域。本文从单体的分子结构设计出发,合成了2,7-双(乙炔基)芴酮和1,3,5-三乙炔基苯两种炔类单体,分别与1,4-双(乙炔基)-2,5-对辛氧基苯进行Glaser-Hey氧化偶合反应,得到了溶解性好、热稳定性优异的线性和超支化聚芳烃二乙炔共轭聚合物。采用红外光谱、核磁共振、紫外吸收光谱、荧光光谱、热重分析和循环伏安法对聚合物进行了结构表征和性能测试。在光激发条件下,这类聚合物在二氯甲烷溶液中发蓝光或蓝绿光。此外,本文以二羰基环戊二烯钴(CpCo(CO)2)为催化剂,在紫外光的照射下,以1,4-双(乙炔基)-2,5对辛氧基苯、N-辛基-3,6-双(乙炔基)咔唑和二-(4-乙炔基)苯胺为原料,分别与三种腈(戊腈、乙腈可达和苯甲腈)进行炔与腈的[2+2+2]环三聚反应,合成了一系列含有吡啶环的新型共轭超支化聚合物,并考察了这类聚合物的热性能、光学性能和电化学性能。所有聚合物均能溶于甲苯、四氢呋喃、氯仿和二氯甲烷等常见的有机溶剂。结果表明,这类聚合物具有优异的耐热性能,5%失重时的分解温度437℃,在900℃时,残炭率高达61.7%。荧光光谱显示,这类聚合物在二氯甲烷溶液中发蓝光或蓝绿光。电化学测试结果表明,这类聚合物具有较低的HOMO能级。
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