含偶氮苯—喹啉结构聚酯的合成、表征及性能

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本文设计合成了两种新型聚酯单体5-[8-(辛烷氧基)喹啉偶氮]-1,3-苯二甲酸二乙酯(5a)和5-[8-(十六烷氧基)喹啉偶氮]-1,3-苯二甲酸二乙酯(5b),分别与乙二醇、1,3-丙二醇、1,6-己二醇进行缩聚反应,合成六种新型含偶氮苯-喹啉结构聚酯P1~P6。通过IR、UV-vis、MS和1H NMR对单体和聚酯结构进行了表征。通过GPC测得聚酯P1~P6的数均分子量(Mn)分别为6271g/mol、16446g/mol、19590g/mol、7082g/mol、19519g/mol、20195g/mol;重均分子量(Mw)分别为14625g/mol、23957g/mol、27390g/mol、11761g/mol、25257g/mol、25698g/mol;分子量分布指数(PDI)分别为2.33、1.85、1.79、2.06、1.83、1.67。TG测得P1~P6的5%失重温度分别为278℃、274℃、280℃、280℃、280℃、292℃,表明聚酯P1~P6具有良好的热稳定性。含偶氮苯-喹啉结构的聚酯P1~P6易溶解于氯仿,部分溶于四氢呋喃。紫外光谱中,5a和5b分别在251nm、253nm出现苯环和喹啉环π-π*跃迁吸收峰,分别在402nm、408nm出现偶氮苯-喹啉结构π-π*跃迁吸收峰;聚酯P1~P6在250nm附近出现苯环和喹啉环π-π*跃迁吸收峰,在398nm附近出现偶氮苯-喹啉结构π-π*跃迁吸收峰。经365nm紫外光照射,单体5a、5b和聚酯P1~P6的偶氮苯结构均发生光致反-顺异构化现象,计算出单体和聚酯的反-顺异构转化率(R)和光稳态时顺式异构体的含量(Y);R分别为51.64%、40.32%、27.63%、25.04%、23.68%、19.71%、20.05%、18.43%;Y分别为54.15%、42.33%、29.01%、26.92%、24.89%、20.70%、21.05%、19.34%。在荧光光谱中,单体5a和5b(2.0×10-5mol/L的THF溶液)分别在473nm、476nm处出现偶氮苯结构的发射峰,均发射蓝色荧光;聚酯P1~P6(2.0×10-5mol/L的THF溶液)分别在473nm、475nm、476nm、475nm、477nm和475nm处发射蓝色荧光。本文合成的含长烷基链和偶氮苯-喹啉结构的聚酯P1~P6具有良好的热稳定性、光学性能和溶解性,在光电功能高分子材料领域具有潜在应用价值。
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