摘要
自1977年日本科学家白川英树报道第一个共轭聚合物聚乙炔的合成以来，由于其一维共轭结构所带来的传输电荷和受激发光特性，共轭聚合物被广泛应用于光电领域，如高分子发光二极管、光伏打电池、场效应管等。其中对于带有极性官能团的共轭聚合物，由于其易形成激基缔合物导致聚集荧光淬灭，在光电领域实用性不强，因此从材料合成到研究应用还很不充分。本文从材料工作者的角度出发，基于常见的聚芴类共轭聚合物骨架，设计并合成一系列含胺基、羧基和硫化基团等功能化侧基的共轭聚合物，表征了它们基本的光学性能，并初步探索或者指出了其在有机微孔聚合物、胶粘剂和锂硫电池等领域的应用。主要内容如下： 我们设计合成了可交联的双官能团聚芴类共轭聚合物聚（2-胺基-9,9-二丙酸芴）和聚（4-胺基-9,9-二丙酸芴-alt-苯），该类共轭聚合物同时含有胺基和羧基，加热即可自身发生酰胺化深度交联反应，且反应过程中无需交联剂和催化剂，只需挥发溶剂即可热交联得到交联聚合物薄膜。我们研究了它们基本的光学性能，发现这些交联聚合物薄膜具有荧光特性，并且有望应用于制备超交联共轭聚合物。 我们设计合成了可用于半导体型胶粘剂的聚芴类共轭聚合物胺基取代聚（9,9-二辛基芴）和聚（9,9-二辛基芴-alt-2-胺基苯），该类共轭聚合物带有胺基侧基，可与端环氧基的聚乙二醇交联后形成三维网络结构用作锂离子电池中碳硅负极粉体的胶粘剂。与传统PVDF胶粘剂相对比，我们制备的半导体型胶粘剂不仅胶粘效果与之相当，而且导电率略有提升，用SEM观察发现它们对硅碳粉体的分散效果相近。 我们设计合成了可用于锂硫电池的含硫聚芴类共轭聚合物聚（9,9-二辛芴-alt-2-（甲硫基）-N-乙酰苯胺）、聚（9,9-二辛芴-alt-2-（乙硫酯基）-N-乙酰苯胺）和巯基取代聚（9,9-二辛芴）。其特点在于共轭主链与碳基材料具有π-π相互作用，且含硫侧基与硫磺之间也具有一定的相互作用，因此该类共轭聚合物与碳材料和硫磺均具有良好的界面相互作用，在锂硫电池正极材料中具有潜在的应用价值。另外含硫聚芴类共轭聚合物因为和硫化镉、硒化镉有很强的相互作用，可望作为纳米晶太阳能电池的空穴传输材料使用。 三烯丙基异氰脲酸酯（TAIC）是目前覆铜板基材中端乙烯基聚苯醚广泛使用的交联剂，我们设计合成了和TAIC结构相似的全碳氢交联剂1,3,5-三（4-乙烯基）苯基苯，并研究了其热交联的条件，有望将1,3,5-三（4-乙烯基）苯基苯和端乙烯基聚苯醚复配交联，进一步降低材料介电常数以及改善热稳定性。
NETL