超分子荧光材料的制备及其各向异性性能研究

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偏振荧光材料由于其能发射出具有偏振性能的荧光,在电子及显示领域有广泛的应用前景。为了获得高偏振比的偏振荧光材料,需要对分子内荧光基元进行取向。本论文将光敏基元或液晶基元与荧光基元利用离子自组装方式制备出系列超分子荧光材料,通过研究超分子材料的相行为、结构和取向特征探讨了光敏基团取向和液晶基团取向对荧光基元取向的影响规律,成功制备了具有偏振发光性质的取向薄膜。为超分子荧光偏振材料的设计和制备提供了新思路,具体工作如下:1.首先,研究了液晶基元和荧光基元不同匹配特性对荧光基元取向和发射偏振荧光特性的影响。将带有两种不同结构(棒状和碟状)的荧光离子单元通过离子键与液晶聚合物相连接,得到一种新型的荧光超分子液晶复合物。研究表明,不同结构荧光离子的引入对超分子复合物的液晶相态有不同的影响:含棒状荧光分子STIL的液晶复合物液晶性能与基底液晶聚合物的液晶相行为比较一致,而含碟状荧光分子TPE的复合物液晶性能则受到一定程度损坏甚至完全消失。利用定向摩擦的PVA薄膜被用作取向层,将复合物旋涂在PVA取向层上,通过液晶相态退火处理,获得取向程度高的各向异性薄膜,液晶分子和荧光分子的最高取向度分别能达到0.604和0.394。同时,我们研究了荧光分子的取向特征。结果表明,对于含有STIL的复合物薄膜,退火对其取向程度有显著的放大效果,而对于含有TPE的复合物薄膜,退火对其取向程度基本无影响。2.其次,研究了利用肉桂酸光敏基团取向对荧光分子的诱导取向能力。通过离子自组装制备含有肉桂酸光敏基团和二苯乙烯荧光基团的有机发光聚合物,并研究光取向的作用以及光敏基团的存在对二苯乙烯发光单元荧光特性的影响。在266nm偏振脉冲激光照射下肉桂酸基团发生沿着垂直于激光偏振方向的取向排列。激光能量越强,交联度越高,取向度最高可达0.103。肉桂酸的光致取向同时也带动了二苯乙烯荧光分子的取向,偏振紫外可见吸收光谱表明取向薄膜中荧光分子的取向度为0.037,荧光分子的取向导致了其荧光发射的偏振性,荧光偏振比为1.73。
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