一種含氟代苯並噻唑的親水性共軛聚合物及其應用的製作方法

2023-06-17 04:26:11

一種含氟代苯並噻唑的親水性共軛聚合物及其應用的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種含氟代苯並噻唑的親水性共軛聚合物的製備方法及其應用。本發明通過選擇多種含親水性基團的共軛芳香單元與含氟代的苯並噻唑單體進行共聚，獲得含氟代苯並噻唑的親水性共軛聚合物。本發明所製備的新型含苯並噻唑的親水性共軛聚合物可用於製作光電功能器件，包括在有機發光二極體和有機光伏電池中用作與陰極接觸的界面層。
【專利說明】一種含氟代苯並噻唑的親水性共軛聚合物及其應用
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種應用於光電子材料與器件領域的聚合物，更具體是涉及一種含氟代苯並噻唑的親水性共軛聚合物及其製備方法與應用。
【背景技術】
[0002]自1977年日本科學家白川英樹發現聚乙炔導電以來，這種被稱為「第四代高分子」材料的導電聚合物以其突出的光電性能吸引了眾多科學家進行研究。導電高分子同具有相同或相近用途的無機材料相比，具有密度低，易加工，合成選擇範圍廣等優點。由於這類材料結構的共軛特性，使它能傳輸電荷，受激發光，從而能夠或潛在可能在許多電子或光電子器件上得到應用，例如包括聚合物發光二極體，光伏打電池，場效應管等。潛在的應用前景和廣泛的應用領域促使科學家競相研究這類具有光電活性的共軛材料，包括多種共軛結構的小分子，以及聚乙炔，聚吡咯，聚噻吩，聚苯胺，聚芴，聚咔唑等。
[0003]20世紀70年代以來，許多不同結構和功能的共軛聚合物紛紛湧現，其中含有親水基團的聚合物材料所具備的異於普通共軛聚合物的性能越來越引起人們的興趣。對於這類材料的初步研究是從上世紀80年代開始的，共軛主鏈的存在使得這類聚合物具有一般中性半導體聚合物的基本特徵，而烷基鏈末端親水基團的存在，使得這類材料具備了一些與眾不同的化學和物理性能。由於側鏈上強親水基團的存在，使得大多數聚合物都能溶解於極性的有機溶劑或者水中，使得這類材料可以在許多環境友好的溶劑(比如:醇和水)中進行加工，它們這一特殊的溶解性也為我們製備多層的光電器件提供了可能。同時，某些特殊的官能團可以和一些蛋白質、核酸等具有生物活性的物質或者不同體積的金屬離子發生絡合作用，進而表現出聚合物主鏈光譜的不同響應，這一現象使得這類材料在化學和生物傳感器方面有了廣泛的應用。由於不同的帶正負電荷的離子發生互相吸附，影響聚合物主鏈間的堆砌，這類聚合物可以形成具有超分子結構的聚集態形貌；同時，帶正負電荷的離子在電場的作用下能發生遷移，結合聚合物主鏈的載流子傳輸特性和能帶結構，也使得這類材料在多層的光電器件中也成為一類`有效的輔助材料。
[0004]近年來，研究人員一直在努力尋求改善和提高聚合物發光二極體，光伏電池，場效應電晶體、化學和生物探測器性能的方法，材料的製備是非常重要的要素之一。所以許多研究小組都致力於開發具有高量子效率，色純度好，穩定性好的含有親水基團的發光聚合物；以及載流子遷移率高，能帶結構可控，具有特殊溶解性的光電器件界面功能材料。要實現這些目標，需要研製出更多的新型的含有親水基團的共軛分子和聚合物材料。

【發明內容】

[0005]本發明的目的在於針對已有技術存在的不足，提供一種含氟代苯並噻唑的親水性共軛聚合物，具有潛在的特殊溶解性和能帶結構，可用作多層光電功能器件中陰極界面修飾層。
[0006]本發明的目的還在於提供所述的含氟代苯並噻唑的親水性共軛聚合物的製備方法。
[0007]本發明的目的還在於提供所述的含氟代苯並噻唑的親水性共軛聚合物在有機發光二極體和有機光伏電池中的應用。
[0008]本發明的含氟代苯並噻唑的親水性共軛聚合物具有如下所示的結構:
【權利要求】
1.一種氟代苯並噻唑的親水性共軛聚合物，其特徵在於具有如下結構:

2.根據權利要求1所述的含氟代苯並噻唑親水性共軛聚合物，其特徵在於所述的共軛單元Ar為乙烯撐基，乙炔撐基，碳氫原子構成的芳香環，碳氮氫原子構成的芳香雜環，碳氧氫原子構成的芳香雜環，碳硫氫原子構成的芳香雜環，碳娃氫原子構成的芳香雜環，碳氮氧氫原子構成的芳香雜環，碳氮硫氫原子構成的芳香雜環，碳娃硫氫原子構成的芳香雜環中的一種或多種組合；R側鏈帶有親水基團，親水基團包括有氨基、季銨鹽基、磺酸基、磷酸酯基、乙醇胺基中的一個或多個。
3.製備權利要求1所述的含氟代苯並噻唑的親水性共軛聚合物的方法，其特徵在於將帶R側鏈的Ar共軛單元的單體與氟代苯並噻唑單體進行共聚製得。
4.權利要求1所述含氟代苯並噻唑的親水性共軛聚合物在製作光電功能器件中的應用。
5.根據權利要求4所述應用，其特徵在於:所述的光電功能器件為有機發光二極體。
6.根據權利要求4所述應用，其特徵在於:所述的光電功能器件為有機光伏電池。
【文檔編號】C08G61/12GK103554447SQ201310522373
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年10月29日 優先權日:2013年10月29日
【發明者】陳軍武, 孫江曼, 劉升建, 黃飛, 曹鏞 申請人:華南理工大學