基于四苯乙烯的高效发光液晶高分子的设计合成及其性能研究

发布时间：2020-10-24 10:56

　　 发光液晶材料在液晶显示、圆偏振发光、光学信息存储等方面具有重要的应用,但目前大多数发光液晶材料在固态发光效率较低,因此,设计与合成新型发光液晶材料具有重要意义。在本论文中,我们分别通过共价键和非共价键将具有聚集诱导发光(AIE)效应的发光基团四苯乙烯(TPE)引入具有甲壳效应的刚性主链中,构筑了两类新型发光液晶高分子,考察对比了不同发光基团和化学键连接方式对该类聚合物的液晶结构和发光性能的影响。具体内容如下:1.通过合理的分子设计,将发光基团四苯乙烯(TPE)直接引入到乙烯基苯上合成了单体VTPEC_4,并通过自由基聚合得到了一种新型的液晶高分子PVTPEC_4。通过核磁(~1H NMR,~133 C NMR)、飞行质谱(MALDI-TOF)对单体和聚合物的化学结构进行了表征,凝胶渗透色谱(GPC)确定聚合物了的分子量和分布宽度,热失重分析(TGA)、偏光显微镜(POM)、示差扫描量热仪(DSC)、一维广角X射线衍射(1D XRD)对其热稳定性和相结构进行了研究。结果表明单体和聚合物均具有良好的热稳定性,单体在偏光下无双折射现象且不能形成液晶相,聚合物具有明显的双折射现象并能形成近晶结构。通过紫外吸收光谱(UV)、荧光发射光谱(PL)和粉末量子效率光谱仪对其光物理性质进行了研究,结果表明单体表现出典型的聚集诱导发光效应(AIE),聚合物表现出聚集诱导荧光增强效应(AEE)。但聚合物过于紧密的堆积结构造成了一定程度的π-π堆积作用,使其固态荧光量子效率低于单体。2.设计并合成了氢键受体TPEPY,氢键给体PPA,并以非共价键(氢键)形式将四苯乙烯连接在聚乙烯基对苯二甲酸主链上的配合物PPA(TPEPY)_x。通过DSC、POM、1D XRD对系列配合物的相结构进行了研究,结果表明,氢键受体TPEPY的摩尔比x对配合物相结构具有重要影响,在x=0.2时形成柱状向列相,x=0.4-1.0时形成六方柱状相。UV,PL光谱结果表明不同TPEPY含量的配合物PPA(TPEPY)_x具有不同的发光颜色,发射波长从500 nm处(x=1.0)逐渐红移至530 nm处(x=0.2),发光颜色具有可调性。配合物研磨下无力致变色效应,其氢键作用具有一定的稳定性。在酸碱蒸汽下具有可逆的荧光颜色转变,利用配合物制备的简易滤纸传感器,可以检测Pka值小于5.25的质子酸,Pka值越小响应时间越快。
【学位单位】：湘潭大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TQ317;O641.4;O753.2
【部分图文】：

PPA 的合成、表征程需要注意的是乙烯基对苯二甲酸的溶解性极叔丁基保护再用三氟乙酸脱除叔丁基的方法合-2）；乙烯基对苯二甲酸与叔丁酯的酯化反应时且溶剂二氯甲烷要进行除水处理。如 Figure 3乙烯基对苯二甲酸叔丁酯化学位移为 5.4ppm ppm (peak d)的双键特征峰消失，同时其它质子聚合物 PPE。进一步通过 GPC 测试了 PPE 的分1. 03×105, PDI=1.77，经计算聚合度 Dp=340，根有较大的分子量有利于其液晶性质的形成。具型液晶高分子。
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本文编号：2854371