[发明专利]含可交联基团的水醇溶共轭聚合物材料及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及高分子光电材料领域，具体涉及含可交联基团的水醇溶共轭聚合物材料及其应用。 

背景技术

自从1990年第一个聚合物电致发光二极管发明以来，聚合物电光电材料得到了学术界和工业界的广泛关注。 

为了实现高效的聚合物电致发光器件，电子和空穴分别从阴极和阳极高效的注入是其中的关键。因此，很多高效的聚合物电致发光器件都是采用多层器件结构，即除了发光层外，还含有一层或多层空穴传输/注入层或电子传输/注入层。因此，除了开发优异的发光材料，开发优异的电子传输/注入材料和空穴传输/注入材料也是实现高效聚合物电致发光器件的关键。 

我们此前的研究发现共轭聚电解质及其中性前驱体是一类非常优异的电子注入/传输材料(Chem. Mater. 2004, 16, 708.; Adv. Mater. 2004, 16, 1826;中国专利ZL200310117518.5)。这类材料在极性溶剂中有很好的溶解性，同时具有优异的电子传输性能，从而使得制备高效多层结构的聚合物电致发光器件成为可能。此外，这类材料还能有效的增加从高功函数的金属（如铝，银，金）向聚合物半导体的电子注入，更有利于以印刷的方式实现高分子多层器件（Adv. Mater. 2007, 19, 810.）。后续的研究表明，这类共轭聚电解质材料不但可用于发光器件，还可作为界面修饰层大幅提高有机太阳能电池、场效应晶体管的性能（Chem. Soc. Rev., 2010, 39, 2500）。 

发明内容

本发明提供含交联基团的水醇溶共轭聚合物材料及其应用，这种材料不仅在光照或者加热的条件下相互反应生成不溶不熔的网状聚合物膜，而且还能通过其极性基团与金属阴极形成偶极子来降低电子的注入势垒和提高电子的传输能力。 

本发明的含可交联基团的水醇溶共轭聚合物材料具有如下结构： 

其中，n为1～10000的自然数，A为含有乙烯基的交联基团或含有环状烷氧基的交联基团，B为具有水醇溶性的强极性基团，C1和C2为相同或者不同的苯环衍生物或者含有碳碳双键、碳碳三键、碳氮键的共轭单元，R₁、R₂分别为A与C₁、B与C₂之间的连接单元，R₁、R₂为相同或者不同的C1～C20的烷基链，或者R₁、R₂为相同或者不同的C1～C20的烷基，其中烷基上一个或多个碳原子被氧原子、烯基、炔基、芳基或酯基中的一种以上官能团取代，氢原子被氟原子、氯原子、溴原子、碘原子或上述官能团取代。

上述强极性基团为胺基、季铵盐基团、磷酸根、磷酸酯基、磺酸根、羧基和羟基中的一种以上。 

所述交联基团在在光照或者加热条件下能发生自由基反应、协同反应、亲电反应、亲核反应。 

所述C1和C2分别具有如下结构的一种以上： 

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 作为优选的，所述苯环衍生物为苯环、芴、咔唑或硅芴衍生物的一种以上，具有以下结构的一种以上： 

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所述含有环状烷氧基的交联基团其环状烷氧基为三元环、四元环烷氧基，具有以下结构的一种以上： 

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所述含有乙烯基的交联基团具有以下结构的一种以上： 

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所述烷基为直链烷基、支链烷基或者环状烷基。 

上述环状烷氧基交联基团在光照、加热条件下能够发生交联，其交联机理主要是光酸在光照条件下产生酸氢离子，这种酸在加热的条件下使得环状烷氧基交联基团发生阳离子开环聚合物，如果Ｒ为聚合物时，就能形成具有抗溶剂性能的交联网状结构，以四元环烷氧基单元为例，其交联机理如下所示： 

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 上述含乙烯基的交联基团在光照、加热条件下能够发生交联，其交联机理主要是交联基团在加热或者光照条件下，发生自由基聚合，或者协同反应（环化二聚），以苯基三氟乙烯基醚为例，其环化二聚机理如下所示： 

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以苯乙烯为例，其自由基聚合机理如下所示 

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