聚芴類剛柔嵌段共聚物的制備及其性能研究.pdf

1、聚芴類剛柔嵌段共聚物近年來由于其在光電材料上的廣泛應用而備受矚目。柔性段的引入不僅能調(diào)控聚芴類聚合物的光電特性，更能提高對其形貌的靈活控制。然而，分子結構以及相形態(tài)對聚芴類聚合物光電性質的影響研究的還不夠完善，并且聚芴類藍光材料的長波發(fā)射問題亦急需解決。因此，本論文設計并合成了含有不同柔性段結構的聚芴類剛柔嵌段共聚物來探討分子結構及相形態(tài)對其光電性質的影響，同時也對其薄膜狀態(tài)下的表面性質及光譜穩(wěn)定性進行了研究。
　　主要內(nèi)容如下:

2、
　　1.結合Suzuki反應以及原子轉移自由基聚合(ATRP)技術制備了聚芴與氟化丙烯酸酯的剛柔嵌段共聚物聚[2，7-(9，9-二己基芴)]-b-聚甲基丙烯酸七氟丁酯(PF-b-PHFBMA)，通過核磁共振(NMR)、傅里葉紅外光譜(FT-IR)和凝膠滲透色譜(GPC)對其結構進行了表征，然后通過透射電鏡(TEM)及動態(tài)光散射(DLS)對其在溶液中的自組裝行為進行了考察，接著通過紫外吸收光譜(UV-abs)及熒光發(fā)射光譜(PL)

3、對其在溶液中的光譜行為進行了研究，最后通過靜態(tài)水接觸角(WCA)及掃描電鏡(SEM)等手段對其表面性質進行了了探討。TEM和DLS的結果表明，隨著PHFBMA嵌段長度的增加，聚合物在THF中的膠束形貌由球狀逐漸變成棒狀，并且膠束的粒徑經(jīng)歷了先增大后減小的變化;UV-abs和PL光譜的結果表明，聚合物的光物理性質并不依賴于PHFBMA嵌段的引入及PHFBMA嵌段長度的改變;表面性質的結果表明，PHFBMA嵌段的引入能夠很好的提高聚合物的表

4、面疏水性以及降低聚合物的表面能，并且不同的溶液膠束結構對聚合物薄膜的表面含氟量有著明顯的影響，同時，在微相分離及聚集的作用下，也得到了具有多樣化形貌的聚合物薄膜，這在聚芴類光電器件的運用上有著潛在的價值。
　　2.采用ATRP的技術合成了含不同柔性段的聚芴剛柔嵌段共聚物聚[2，7-(9，9-二己基芴)]-b-聚甲基丙烯酸正丁酯(PF-b-PBMA)，聚[2，7-(9，9-二己基芴)]-b-聚甲基丙烯酸羥乙酯(PF-b-PHEMA)

5、和聚[2，7-(9，9-二己基芴)]-b-聚丙烯酸（PF-b-PAA），并通過核磁共振(NMR)、傅里葉紅外光譜(FT-IR)和凝膠滲透色譜(GPC)對其結構進行了表征，然后考察了不同柔性段對聚芴類剛柔嵌段共聚物在單溶劑中的自組裝行為，同時也考察了不同類型選擇性溶劑(THF、CHCl3和C2Cl3F3)對其自組裝行為的影響。接著，通過UV-abs以及PL光譜考察了不同柔性段在單選擇性溶劑中自組裝行為對其光譜行為的影響。最后采用這些自組裝

6、溶液進行滴鑄成膜，考察了自組裝行為對其表面性質的影響。自組裝行為研究的結果表明，在THF中，聚合物趨于形成桿狀和球狀結構，而不同選擇性溶劑對剛性段和柔性段選擇性的不同使得聚合物形成了不同的自組裝形貌。UV-abs以及PL光譜的結果表明，聚芴剛柔嵌段共聚物若形成以PF嵌段為殼、以柔性段為核的自組裝結構，則對其光物理性質影響不大，而若形成以PF嵌段為核、以柔性段為殼的自組裝結構，則會使其UV-abs和PL光譜發(fā)生藍移。表面性質的結果表明，在

7、柔性段的親疏水性影響聚合物整體的親疏水性的同時，不同的自組裝結構同樣對聚合物的親疏水性有著影響。
　　3.在以上工作的基礎上，我們通過紫外吸收光譜(UV-abs)、熒光發(fā)射光譜(PL)等手段對含不同柔性段的剛柔嵌段共聚物薄膜在不同熱處理情況下的光譜穩(wěn)定性進行了研究。我們發(fā)現(xiàn)，PHFBMA嵌段的引入會促使聚合物長波發(fā)射的產(chǎn)生，而PBMA、PHEMA和PAA嵌段的引入則有抑制聚合物長波發(fā)射的作用，我們認為這是因為柔性段的熱運動程度不同