[发明专利]一种改性聚咔唑及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子合成、功能聚合物制备技术领域，涉及一种改性聚咔唑及其制备方法。

技术背景

有机电致发光器件(Organic Light-emitting Device,OLED)作为新一代的平板显示技术应用前景广泛，目前在液晶显示器和汽车导航系统等背光源领域，有机高分子光电器件已接近商业化。有机发光材料相比于无机材料，其优点在于材料制备成本低、工艺简单、具有良好的成膜特性和柔韧性，还具有较高的荧光量子效率，可以通过对有机分子的“组装”和“裁剪”，设计出各种发光颜色的有机分子。然而，目前有机电致发光材料中除了红光和绿光材料的性能较好以外，蓝光材料由于稳定性稳定性、量子效率和色纯度等问题，仅能满足部分领域的应用。咔唑是一类含有富电子的氮原子的芳香杂环化合物，其衍生物表现出许多优异的光电性能和生物活性，但大部分聚咔唑发光材料的玻璃化转变温度Tg较低，使器件的稳定性差，致使发光不稳定，器件寿命短，进一步限制了咔唑材料的应用范围。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供一种改性聚咔唑及其制备方法，通过取代刚性大体积分子金刚烷改性，可提高聚合物耐热氧稳定性，也可阻止咔唑基团间的过多接触，改善聚合物的光学性能。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种改性聚咔唑，其分子结构包括如式1、式2、式3所示的结构单元中的一种或几种：

其中，x、y、z分别为相应结构单元的摩尔百分数，x+y+z＝100％，50％<x≤66％，0<y≤34％，0≤z<50％，R₁、R₂为氢或具有1-22个碳原子的烷基。

优选的，x＝2y+z。

优选的，所述改性聚咔唑的重均分子量为5000～12000，分子量分布系数为1.29～1.90。

在380nm波长光激发下，本发明的改性聚咔唑形成的固体薄膜的荧光发射峰位于430-465nm，溶液荧光量子效率可达0.71。

优选的，所述改性聚咔唑的热分解温度为400～426℃。所述热分解温度为改性聚咔唑质量损失5％时的热分解温度。

本发明进一步提供所述改性聚咔唑的制备方法，是由2,7-二硼酸酯咔唑衍生物、2,7-二卤代咔唑衍生物和1,3,5,7-四取代金刚烷在钯催化剂催化下进行suzuki偶联反应，制备得到改性聚咔唑；

所述1,3,5,7-四取代金刚烷的结构式如式4所示：

式4中R₃为氯、溴或碘；

所述2,7-二硼酸酯咔唑衍生物的结构式如式5所示：

式5中R₄为硼酸酯基，R₁为氢或具有1-22个碳原子的烷基；

所述2,7-二卤代咔唑衍生物的结构式如式6所示：

式6中R₅为氯、溴或碘，R₂为氢或具有1-22个碳原子的烷基；

以所述2,7-二硼酸酯咔唑衍生物、2,7-二卤代咔唑衍生物和1,3,5,7-四取代金刚烷的摩尔量为100％计，所述2,7-二硼酸酯咔唑衍生物的摩尔百分数为x，1,3,5,7-四取代金刚烷的摩尔百分数为y，2,7-二卤代咔唑衍生物的摩尔百分数为z，x+y+z＝100％，50％<x≤66％，0<y≤34％，0≤z<50％。

以上制备方法中，2,7-二硼酸酯咔唑衍生物是由2,7-二卤代咔唑衍生物与异丙醇频那醇硼酸酯反应制备得到。

优选的，所述suzuki偶联反应具体是将2,7-二硼酸酯咔唑衍生物、2,7-二卤代咔唑衍生物和1,3,5,7-四取代金刚烷溶解后，在无氧环境中加入钯催化剂和助催化剂，升温至30-150℃反应1-7d，得到改性聚咔唑。

优选的，所述将22,7-二硼酸酯咔唑衍生物、2,7-二卤代咔唑衍生物和1,3,5,7-四取代金刚烷溶解是溶解于四氢呋喃或甲苯中。

优选的，所述钯催化剂为四(三苯基膦)钯、醋酸钯、[1,1'-双(二苯基膦基)二茂铁]二氯化钯、双三苯基磷二氯化钯中的一种或几种。更优选的，所述钯催化剂的物质的量为2,7-二硼酸酯咔唑衍生物、2,7-二卤代咔唑衍生物和1,3,5,7-四取代金刚烷的物质的量之和的0.05-15％。

优选的，所述助催化剂为碳酸钠、碳酸钾或碳酸氢钠，配制为水溶液后加入。更优选的，所述2,7-二硼酸酯咔唑衍生物与助催化剂的摩尔比为1：(1-25)。