[发明专利]一种两亲性共轭聚合物及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种两亲性共轭聚合物，其特征在于，该聚合物为萘酰亚二胺NDI、苯并二噻吩、两亲性基团取代的萘酰亚二胺共聚合而得到的萘酰亚二胺聚合物衍生物，具有如下式I所示的通式结构：

其中m、n取整数，且3≤m≤100，3≤n≤100；R₁为寡聚聚乙二醇，*为连接位置，R₂、R₃为C₁～C₃₀的直链烷基、支链烷基或烷氧基链中的一种；N为氮原子，O为氧原子，S为硫原子。

2.根据权利要求1所述的一种两亲性共轭聚合物，其特征在于，所述的R₁为寡聚聚乙二醇OEG，选自下式II所示的结构中的一种：

其中，x为聚合度，且3≤x≤10，*为连接位置。

3.一种如权利要求1所述的两亲性共轭聚合物的制备方法，其特征在于，该聚合物由二溴萘酰亚二胺NDI、烷基锡取代苯并二噻吩、两亲性基团取代的二溴萘酰亚二胺共聚合而成，该方法包括以下步骤：

1)在氮气保护下，将烷基锡取代苯并二噻吩、二溴萘酰亚二胺加入到反应管中，然后加入催化剂Pd₂(dba₃)₃、配体P(o-tol)₃；

2)将两亲性基团取代的二溴萘酰亚二胺用无水甲苯溶剂配成浓度为8～20mg/mL的甲苯混合溶液，通5～30min氮气除氧气；

3)反应管中加入步骤2)所得的甲苯混合溶液，再加入无水甲苯溶剂，90～125℃搅拌加热32～48h，结束后加入2-溴噻吩继续反应6～8h，然后加入2-丁基锡噻吩反应6～8h封端；。

4)反应结束后，将步骤3)中反应结束的混合物滴入100～400mL甲醇溶剂中搅拌沉降，然后抽滤得到固体，使用索式提取装置纯化，依次分别用甲醇、丙酮、正己烷、氯仿索氏提取，在氯仿组分中加入Pd-silla球形硅胶，40～70℃搅拌4～24h，过滤，浓缩，再滴入甲醇溶液搅拌沉降，抽滤，干燥得到终产物Ⅰ。

4.根据权利要求3所述的一种两亲性共轭聚合物的制备方法，其特征在于，步骤3)中反应物烷基锡取代苯并二噻吩单体的摩尔数与无水甲苯溶剂的体积比为1mmol：1.5mL～2mL。

5.根据权利要求3所述的一种两亲性共轭聚合物的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述两亲性基团取代二溴萘酰亚二胺与催化剂Pd₂(dba₃)₃、配体P(o-tol)₃、烷基锡取代苯并二噻吩单体的摩尔比为1：0.02～0.08：0.08～0.25：1～1.5。

6.根据权利要求3所述的一种两亲性共轭聚合物的制备方法，其特征在于，步骤3)中，所述烷基锡取代苯并二噻吩与2-溴噻吩的摩尔比为1：1～3，烷基锡取代苯并二噻吩与2-丁基锡噻吩的摩尔比为1：1～3。

7.根据权利要求3所述的一种两亲性共轭聚合物的制备方法，其特征在于，步骤3)中，所述二溴萘酰亚二胺与两亲性基团取代二溴萘酰亚二胺的摩尔比为1：0.05～19。

8.根据权利要求3所述的一种两亲性共轭聚合物的制备方法，其特征在于，步骤1)中，两亲性基团取代二溴萘酰亚二胺的制备方法为：在氮气保护下，将二溴萘-四羧酸二酐溶解在冰醋酸中，加入氨取代寡聚聚乙二醇，80～140℃回流，搅拌加热8～12h，经萃取、干燥、柱层析纯化得到产物两亲性基团取代二溴萘酰亚二胺；所述二溴萘-四羧酸二酐与氨取代寡聚聚乙二醇的摩尔比为1：1～1.5，1mol二溴萘-四羧酸二酐溶于5～10mL冰醋酸。

9.一种如权利要求1至3任一所述的两亲性共轭聚合物的应用，其特征在于，该材料作为有机太阳能电池活性层材料或添加组分应用于聚合物太阳能电池器件。