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（5，8-喹啉撑乙烯）与（2-甲氧基-5-辛氧基对苯撑乙烯）共聚物的合成、表征及发光性能研究

作　者: 张娟娟
导　师: 刘展鹏
学　校: 湘潭大学
专　业: 物理化学
关键词: 聚[5,8-喹啉撑乙烯-(2-甲氧基-5-辛氧基)对苯撑乙烯] 聚合发光性能合成
分类号: O631.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

自1990年剑桥大学首次将聚苯撑乙烯(PPV)应用于电致发光领域以来,聚合物发光材料及其发光器件的研究就成为材料科学及显示技术领域的研究热点。因PPV类衍生物具有结构易修饰、可加工性高、发光颜色可调及发光效率高等特点,至今仍为聚合物电致发光的主要发光材料。本文较系统的介绍了聚合物电致发光器件和聚合物发光材料的研究进展,重点综述了通过侧链和主链修饰的PPV类衍生物电致发光材料。论文基于“p-n嵌段”理念,设计并合成了一种新型的PPV衍生物—聚[5,8-喹啉撑乙烯-(2-甲氧基-5-辛氧基)对苯撑乙烯](PQV-alt-MOPPV)。论文的主要内容有:1.由对二甲苯合成了5,8-二溴甲基喹啉;由对甲氧基苯酚合成了聚合单体2-甲氧基-5-辛氧基-1,4-二氯甲基苯,并采用Sommelet反应将其酰化成单体2-甲氧基-5-辛氧基-对苯二甲醛;由5,8-二溴甲基喹啉分别经双季磷盐化和Arbuzov反应制备了聚合单体5,8-二亚甲喹啉双(三苯基溴化鏻)及单体5,8-双(二乙氧基磷酯甲基)喹啉,合成化合物的分子结构均得到1H NMR方法确证。论文对各合成步骤进行了优化,得到了较好的结果。2.采用Gilch法、相转移催化法、Wittig及Wittig-Horner四种聚合方法,利用对应的单体分别合成了5,8-喹啉撑乙烯与2-甲氧基-5-辛氧基对苯撑乙烯的共聚物,对合成产物进行了溶解性及GPC测试。结果表明,Wittig-Horner法所制的交替型共聚物PQV-alt-MOPPV具有溶解性好、分子量较高和分子量分布较窄等特点。3.论文采用元素分析、FT-IR及1H NMR对PQV-alt-MOPPV的结构进行了表征,结果表明产物为高纯度的全反式规整结构的聚合物。论文分别采用DSC、TGA、吸收及荧光光谱分析、CV等手段较系统的研究了PQV-alt-MOPPV的热性能、光物理性能及电化学性能。DSC及TGA研究结果表明:PQV链节的引入显著改善了聚合物的热稳定性,共聚物的Td和Tg均比文献报道的单聚物MOPPV高,有利于器件制作及其稳定性。吸收及荧光光谱分析结果表明:聚合物溶液和膜的荧光发射位于红光区域,相应的荧光发射峰波长分别为571和629 nm,聚合物的光学能隙较窄,为2.00 eV。CV测试结果表明聚合物中电子注入/传输能力得到较大程度的加强,其LOMO能级为-3.30eV,聚合物的电化学能隙与光学能隙值一致。全部测试结果显示所合成的聚合物作为发光材料应具有较佳的性能。4.论文制作了以PQV-alt-MOPPV为发光层的单层PLED并进行了相关测试,结果表明器件电致发射纯红光,色坐标为(x = 0.64,y = 0.36);器件具有较低的启动电压(2.8V);器件的最大发光亮度为188 cd/m2 (5.2 V),最大光度效率为0.01 cd/A (5.2 V);最大流明效率为0.0062 lm/W (5.0 V)。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章文献综述  9-25
  1.1 有机/聚合物电致发光的发展历史  9-10
  1.2 有机/聚合物电致发光器件结构与发光原理  10-11
    1.2.1 有机/聚合物电致发光器件的结构  10-11
    1.2.2 有机/聚合物电致发光器件的发光原理  11
  1.3 有机/聚合物电致发光器件的重要指标  11-13
    1.3.1 发射光谱  11-12
    1.3.2 发光效率  12
    1.3.3 发光亮度  12
    1.3.4 发光色度  12-13
    1.3.5 器件寿命  13
    1.3.6 电流密度-电压(I-V)曲线  13
    1.3.7 亮度-电压(L-V)曲线  13
  1.4 聚对苯撑乙烯(PPVs)衍生物发光材料  13-23
    1.4.1 含不同结构侧链 PPV 衍生物  14-20
    1.4.2 主链中含不同结构的 PPV 衍生物  20-23
  1.5 本论文的选题思路及研究内容  23-25
第2章 PQV-co-MOPPV 的合成  25-38
  2.1 引言  25-27
    2.1.1 Wessling 预聚合物法  25
    2.1.2 Gilch 脱卤化氢法  25-26
    2.1.3 Knoevenagel 缩聚法  26
    2.1.4 Heck 偶联聚合法  26-27
    2.1.5 Wittig(-Horner)缩聚法  27
  2.2 实验部分  27-35
    2.2.1 主要仪器和主要试剂  27-28
    2.2.2 单体和聚合物的合成  28-35
  2.3 表征与测试  35-38
    2.3.1 化学结构表征  35-36
    2.3.2 聚合物的性能测试  36-38
第3章合成实验结果与讨论  38-50
  3.1 合成路线  38-39
  3.2 单体的合成  39-44
    3.2.1 硝化反应  39
    3.2.2 还原反应  39
    3.2.3 Skraup 反应  39-40
    3.2.4 双溴化反应  40-41
    3.2.5 双季鏻盐化反应  41-42
    3.2.6 Arbuzov 反应  42
    3.2.7 Williamson 醚合成法  42-43
    3.2.8 双氯甲基化  43
    3.2.9 Sommelet 反应  43-44
  3.3 PQV-co-MOPPV 聚合反应  44-50
    3.3.1 Gilch 聚合法  45-46
    3.3.2 相转移催化聚合法  46
    3.3.3 Wittig 聚合法  46-48
    3.3.4 Wittig-Horner 聚合法  48-50
第4章聚合物的结构表征与性能测试  50-60
  4.1 聚合物的表征  50-60
    4.1.1 溶解性测试  50-51
    4.1.2 ~1H NMR、FT-IR和EA  51-53
    4.1.3 GPC  53-54
    4.1.4 热性能测试  54-55
    4.1.5 光性能测试  55-56
    4.1.6 电化学测试  56-58
    4.1.7 电致发光测试  58-60
第5章结论与展望  60-62
参考文献  62-70
致谢  70-71
个人简历  71-72
附录 A  72-75
附录 B (攻读学位期间发表及完成论文目录)  75

（5，8-喹啉撑乙烯）与（2-甲氧基-5-辛氧基对苯撑乙烯）共聚物的合成、表征及发光性能研究

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