專利名稱：一種棒-線-棒結(jié)構(gòu)的聚3-己基噻吩類(lèi)三嵌段共聚物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種三嵌段半導(dǎo)體光電材料，確切的說(shuō)是一種棒-線-棒結(jié)構(gòu)的P3HT 類(lèi)三嵌段共聚物。
背景技術(shù)：
近年來(lái)聚噻吩及其衍生物在太陽(yáng)電池、發(fā)光二極管、光電傳感器、電磁屏蔽等領(lǐng)域的應(yīng)用引起了人們的廣泛關(guān)注。在聚噻吩大家族中聚3-己基噻吩(P3HT)以其具有良好的溶解性、加工性、環(huán)境穩(wěn)定性，而且結(jié)構(gòu)規(guī)整易得，合成步驟簡(jiǎn)單等優(yōu)異的綜合性能而被認(rèn)為是最好的有機(jī)半導(dǎo)體光電材料之一。聚合物的結(jié)晶形態(tài)直接影響著材料的電學(xué)性質(zhì)，因此開(kāi)發(fā)控制聚合物形態(tài)的新的方法有著巨大的發(fā)展?jié)摿Α檫M(jìn)一步提升P3HT的性能，制備嵌段結(jié)構(gòu)的P3HT已經(jīng)被證明為行之有效的方法之一。兩嵌段線-棒結(jié)構(gòu)和三嵌段線-棒-線結(jié)構(gòu)的P3HT已經(jīng)被制備出來(lái)。其制備方法主要分為以末端官能化的P3HT為反應(yīng)基礎(chǔ)的結(jié)合活性聚合的原位聚合法(即grafting-from法)，以及官能團(tuán)化P3HT和官能團(tuán)化的線性聚合物通過(guò)端基的化學(xué)反應(yīng)合成法(即grafting-to法)。前者由于存在反應(yīng)條件苛刻，聚合分子結(jié)構(gòu)可控性較差而很難應(yīng)用于實(shí)際的應(yīng)用之中。在P3HT嵌段聚合的制備的grafting-to法是由Eric Cloutet等提出的P3HT嵌段共聚物的新的聚合思路。ATRP與1，3偶極環(huán)加成反應(yīng)由于各自具備的優(yōu)點(diǎn)以及某些方面具有的共性，將兩種技術(shù)聯(lián)用的方法不僅反應(yīng)條件溫和，產(chǎn)物產(chǎn)率高，立體選擇性好，易純化， 而且分子量可控，分子量分布較窄，因此在CRP中，ATRP成為與點(diǎn)擊化學(xué)聯(lián)用制備特殊結(jié)構(gòu)高分子應(yīng)用最廣泛的一種聚合方法。使它們?cè)谥苽銹3HT線-棒結(jié)構(gòu)嵌段聚合方面具有其獨(dú)特的應(yīng)用前景，并得到廣泛的認(rèn)可。點(diǎn)擊化學(xué)(click chemistry)是由化學(xué)家Sharpless在2001年引入的一個(gè)合成概念，主要是指通過(guò)小單元的拼接實(shí)現(xiàn)快速可靠的各種化合物的合成。點(diǎn)擊化學(xué)的代表反應(yīng)為Cu(I)化合物催化疊氮化合物與炔基化合物之間的1，3-偶極環(huán)加成反應(yīng)，它能夠?qū)煞N不同物質(zhì)通過(guò)五元環(huán)共價(jià)結(jié)合起來(lái)，該方法具備產(chǎn)率高、副反應(yīng)少且無(wú)公害、反應(yīng)條件溫和反應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)，因此得到了廣泛的應(yīng)用。目前點(diǎn)擊化學(xué)的發(fā)展極為迅速，涉及到了各個(gè)領(lǐng)域，特別是在功能聚合物、DNA、表面修飾、生物醫(yī)藥等方面取得了矚目的成就。關(guān)于P3HT嵌段共聚物的合成報(bào)道主要有=McCullough等(Macromolecules，2007， 40,4733)通過(guò)可逆加成斷裂鏈轉(zhuǎn)移自由基聚合和氮氧調(diào)控自由基聚合方法合成了線-棒聚合物P3HT-b-PS和P3HT-b-PI，合成的聚合物通過(guò)自組裝形成納米線結(jié)構(gòu)；Eric Cloutet 等人(Macromolecules, 2008,41, 7033)通過(guò)原子轉(zhuǎn)移自由基聚合和1，3-偶極環(huán)加成反應(yīng)合成了 P3HT-PS 和 PS-P3HT-PS。Christopher W. Bielawski 等人(Polym. Chem.，2010， 10，1039和Chem. Commun. ,2011,47,197-199)也通過(guò)原子轉(zhuǎn)移自由基聚合和1,3-偶極環(huán)加成反應(yīng)合成合成了一系列的兩嵌段線-棒結(jié)構(gòu)P3HT-block-PBLG、P3HT_b_PtBA and P3HT-b-PAA，對(duì)P3HT-block-PBLG在水溶液中的自組裝和固態(tài)結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，在溶液中其會(huì)自組裝成球形結(jié)構(gòu)固態(tài)晶體為纖維狀結(jié)構(gòu)。在線-棒結(jié)構(gòu)及線棒線結(jié)構(gòu)的P3HT已 經(jīng)有人報(bào)道出，且其展現(xiàn)出不同于純P3HT的獨(dú)特性能，相對(duì)于前兩者棒-線-棒結(jié)構(gòu)的化 合物卻至今未見(jiàn)任何報(bào)道

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)線-棒結(jié)構(gòu)中線一端對(duì)聚3-己基噻吩(P3HT)光電性能影響的缺陷， 旨在提供ー種棒-線-棒結(jié)構(gòu)P3HT類(lèi)三嵌段聚合物，以克服該缺陷。本發(fā)明所稱的棒-線-棒結(jié)構(gòu)的P3HT類(lèi)三嵌段聚合物有以下化學(xué)結(jié)構(gòu)式
權(quán)利要求
1.ー種棒-線-棒結(jié)構(gòu)的聚3-己基噻吩類(lèi)三嵌段共聚物，其特征在于有以下化學(xué)結(jié)構(gòu)式
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的共聚物，其特征在于n50 60，m :100 120，R —CH2CH2^Hq^HO O
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的共聚物，其特征在于n50 60，m 80 120。
4.ー種棒-線-棒結(jié)構(gòu)的聚3-己基噻吩類(lèi)三嵌段共聚物，其特征在于有以下化學(xué)結(jié)構(gòu)式
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的共聚物，其特征在于n:50 60，m :120 150。
全文摘要
一種棒-線-棒結(jié)構(gòu)的聚3-己基噻吩類(lèi)三嵌段共聚物，其特征在于有以下化學(xué)結(jié)構(gòu)式式中n30～100，m10～150，R選自H+、-CH2CH2CH2CH3、-CH3或-CH2CH(CH3)2。本聚合物兼具有P3HT的光電特性和中間線性段的柔性，同時(shí)消除了線-棒結(jié)構(gòu)中線一端對(duì)P3HT光電性能的影響。棒-線-棒結(jié)構(gòu)P3HT類(lèi)共聚物主要應(yīng)用于發(fā)光二極管、太陽(yáng)電池、光電傳感器等領(lǐng)域。
文檔編號(hào)C08G61/12GK102504273SQ20111033781
公開(kāi)日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月31日
發(fā)明者呂國(guó)強(qiáng), 夏亮, 彭瑞, 潘杰峰, 邱龍臻 申請(qǐng)人:合肥工業(yè)大學(xué)