[发明专利]一类具有周期结构的侧链型聚集诱导发光液晶高分子及其制备方法

说明书

一类具有周期结构的侧链型聚集诱导发光液晶高分子及其制备方法，属于高分子材料技术领域。该液晶高分子由烷基锂引发的Si‑H官能化DPE与异戊二烯/苯乙烯的活性阴离子共聚合制备的周期共聚物主链与乙烯基末端的氰基二苯乙烯基液晶在催化剂作用下通过硅氢加成方法制备而成。本发明制备的液晶单体及液晶功能化聚合物呈现可调的液晶性和聚集诱导发光AIE特性；该类材料集AIE发光特性和液晶性于一身，具有较好的稳定性，并且显著调控液晶的光学特性和热性能；周期功能单元序列可控聚合物具有独特的密度分布和分子作用力；利用构建一种独特的分子作用力模型实现发光液晶高分子稳定的AIE效应和明显的液晶性能，对新型发光液晶功能材料的发展具有重要意义。

技术领域

本发明属于功能高分子材料技术领域，涉及一类具有周期结构的侧链型聚集诱导发光液晶高分子及其制备方法。

背景技术

发光液晶高分子(LLCP)兼具发光特性和液晶有序排列的特点，具有优异的加工性能和良好的热稳定性等，在显示和防伪材料、信息存储和加密、传感器等领域受到青睐。当前，通过调节发光液晶基元结构，如间隔基长度、末端基团长度、供电子、吸电子基团、位阻效应等，或改变发光液晶基元在聚合物链中的位置，如链端、链中、主链内、侧链等，可以实现LLCP的热性能、液晶织构和发光特性等的调控。侧链型发光液晶高分子(SC-LLCP)是指发光液晶基元位于侧链的LLCP，这类高分子具有合成简单、结构多样可设计、性能可调控的优点，广泛用于开发多功能高分子材料。

研究表明，根据发光基团的发光性质不同，发光材料可分为发光猝灭型(ACQ)和聚集诱导发光型(AIE)。传统有机发光材料发生聚集导致发光猝灭(ACQ)现象：在稀溶液中能够稳定发光，在高浓度溶液或聚集态(熔融或固体状态)时，由于分子间相互作用使非辐射能的损耗增加，发光效率显著降低甚至不发光(猝灭)。然而，稀溶液下的有机发光材料应用非常受限，如何实现在高浓度溶液或聚集态(熔融或固体状态)时的聚集诱导发光(AIE)至关重要。在文献“aggregation-inducedemissionof 1-methyl-1,2,3,4,5-pentaphenylsilole”中，唐本忠等报道了一类具有强共轭结构的分子1-甲基-1,2,3,4,5-五苯基噻咯呈现AIE现象：在稀溶液状态时不发光，但是在聚集态时发光增强。随着AIE材料的合成应用迅速发展，AIE的调控发展成为高分子科学领域重要的研究课题。显然，AIE特性与发光基元的分子相互作用有关，实现AIE的调控最重要的就是实现分子作用力的控制。

众所周知，侧链型液晶高分子(SCLCPs)的液晶光学性能和热性能等与液晶基元的分子相互作用息息相关，本课题组致力于液晶基元的分子相互作用的调控研究，包括拓扑结构(韩丽的博士学位论文“侧链液晶高分子的设计合成与性能调控研究”)、嵌段结构(雷岚的博士学位论文“偶氮苯液晶高分子网络的可控合成与性能研究”)及微观结构(黄帅的硕士学位论文“基于聚丁二烯调控多功能度液晶高分子合成”)等对液晶基元的分子作用力的重要控制。研究表明，液晶高分子的合成已经从过去的非定量研究发展为当前的功能度和接枝密度可控，在一定程度上揭示了分子作用力和功能团密度的主要驱动作用。然而，基于无规聚合物的“功能密度”研究仍然只局限在“浓缩与稀释”的量化概念，由于液晶高分子结构调控手段匮乏等问题，尚存在无法实现液晶功能团的精确“定位”的问题。