[发明专利]聚(二芳基芴乙烯)材料及其制备和应用方法

说明书

技术领域

本发明属于有机光电材料技术领域。具体涉及一种聚(二芳基芴乙烯)材料及其制备方法，并涉及这些材料在有机电致发光、光伏电池、有机电存储、有机非线性光学、化学与生物传感和有机激光等领域的应用。 

技术背景 

自1987年美国柯达公司Tang研究小组[Tang，C.W.；Van Slyke，S.A.Appl.Phys.Lett.1987，51，913.]和1990年英国剑桥大学[Burroughes，J.H.；Bradley，D.D.C.；Brown，A.B.；Marks，R.N.；Mackay，K.；Friend，R.H.；Burn，P.L.；Holmes，A.B.Nature 1990，347，539.]分别发表了以有机和聚合物荧光材料制成薄膜型有机电致发光器件(Organic Light-emittingDiodes)和聚合物发光二极管(Polymeric Light-emitting Diodes)以来，有机平板显示成为继液晶显示之后的又一代市场化的显示产品。与此同时其他有机电子和光电子产业，包括有机场效应管、有机太阳能电池、非线性光学、生物传感和激光等领域以及非线性光学材料也正走向市场化。有机和塑料电子产品的优点在于材料制备成本低、工艺简单、具有通用高分子的柔韧性和可塑性。因此，开发具有实用性的市场潜力新型有机光电信息材料吸引了许多国内外大学不同学科的科学家以及研究机构和公司的关注和投入。到目前为止，聚合物半导体器件综合性能远远低于小分子材料的器件，光电聚合物材料仍是塑料电子产业的瓶颈问题。因此，开发新概念、实用型高度稳定高效的聚合物载流子传输、聚合物发光、电开关材料成为解决聚合物光电器件效率和寿命关键因素。 

到目前为止，含二芳基芴结构基元构建光电材料不及表现出高的发光效率、双极性载流子传输特征以及高的迁移率等，而且具有高热稳定性和玻璃化温度，因此成为一类有希望的实用有机光电子材料，已经形成相当的文章和专利。然而，将乙烯基二芳基芴作为单体制备高性能聚合物光电材料的发明仍未见。因此，本发明提出一类新聚(二芳基芴乙烯)材料，该类材料将在有机电子、光电子、或光电材料中有广泛的应用空间。 

发明内容

技术问题：本发明的目的在于提出聚(二芳基芴乙烯)材料具有高度的环境稳定性与形态稳定性，同时表现出良好载流子传输、电开关等光电性质。另外，指出了该类材料在有机电致发光、有机激光、光伏电池和有机电存储器件等有机电子领域的应用。 

技术方案：本发明的聚(二芳基芴乙烯)材料以非平面的二芳基芴作乙烯基单体的聚合物，具有如下通式结构： 

化合物材料I 

式中：R₁出现时相同或者不同，并为氢或具有1至22个碳原子的直链、支链或者环状烷基链以及烷氧基链；n为1～1000中任意数字，m为0，1，2，3，4中任意数字；X为碳或氮；Ar为含芳烃共轭结构单元； 

Ar具体为如下列结构中的一种： 

当Ar为 X为碳或氮，所述的聚(二芳基芴乙烯)材料为化合物材料II、化合物材料III、化合物材料IV、化合物材料V、化合物材料VI、化合物材料VII、化合物材料X、化合物材料XI，具有如下结构： 

化合物材料II        化合物材料III       化合物材料IV      化合物材料V 

化合物材料VI         化合物材料VII      化合物材料X      化合物材料XI 

n为1～1000中任意数字。 

通过乙烯基二芳基芴单体进行自由基聚合物制备获得，具体如下： 

单体II                     化合物材料I 

自由基聚合物反应步骤是在温度85℃-120℃，过氧化苯甲酰为催化剂，聚乙烯醇为稳定剂，对苯噻吩基芴乙烯单体进行聚合；反应瓶在重铬酸钾洗液中浸泡，洗净，用饱和的水蒸汽除去内壁的盐层，在火焰中烘烤，氮气保护冷却，除去吸附在瓶壁上的氧；在氮气保护下，配制乙烯基二芳基芴单体浓度为0.1～1.0mol/L，AIBN浓度为1.0～10.0×10^-3mol/L的1，4-二氧杂环乙烷溶液，鼓氮气搅匀；在反应瓶中分别加入上述溶液，液氮冷却，抽真空，解冻再充氮气，随后封瓶置入恒温槽中反应，液氮冷却，再加热至室温，将反应液倒入5～10倍的乙醇沉淀剂中，过滤，用乙醇洗，真空干燥至恒重。