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聚双吡啶盐是一种具有很多特殊性质的离子聚合物,这类聚合物完全共轭时,具有很好的热稳定性。这类聚合物材料有很好的氧化-还原性能,它可用作电子交换膜,离子交换膜,离子导体,电致变色器件,光致变色器件等。近来也发现这类聚合物具有液晶性质,在实际应用方面可能有很好的前景。
本论文创新地将咔唑和吩噻嗪结构单元引入聚双吡啶盐中,首先合成了一系列吩噻嗪二胺和咔唑二胺,通过环转化聚合反应,制备了含有咔唑和吩噻嗪的聚双吡啶盐;在制备聚合物的过程当中,鎓盐单体(M)的纯度对聚合物的收率会有很大的影响。因此在合成单体鎓盐(M)时,开始选择用BF4-作为阴离子时,由于溶解性不好很难提纯。而后来改为用TsO-时,用核磁NMR积分的研究方法得知单体鎓盐的纯度比较高。在合成烷基取代吩噻嗪二胺类单体的过程中,硝化还原这一步产率比较低,这可能是吩噻嗪自身有氧化还原性有关。聚合反应是通过环转化聚合进行的,在制备过程中发现水对聚合反应影响比较大,通过不断加入甲苯,与水形成共沸物从而把水除去,聚合物的分子量有所提高。由于这类聚合物由于只溶于DMSO和甲醇。所以采用的是用MODI-TOF方法对其的分子量进行测定,结果发现为低聚物。用偏光显微镜研究发现,骨架上含咔唑结构的聚双吡啶盐具有液晶性质。通过对其紫外-可见光吸收,以及荧光发射光谱的研究,我们发现溶剂效应会使聚合物的紫外吸收强度降低,而使荧光强度增大。而浓度对聚合物的影响却不同,对于聚合物Ⅱ在DMSO中其紫外可见光的吸收强度是随着浓度的增加而增加的。但是对于聚合物Ⅰ-2,在DMSO中,溶液浓度的增加其紫外可见光的吸收强度没有特别大的影响。同时也发现随着激发波长的增加,荧光发射光谱的最大峰波长也会增大从而发生红移。