长春应化所发明含有功能端基的共轭高分子材料

2011-5-19 14:02 来源: 中国科学院
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  5月18日,从中国科学院长春应用化学研究所杨小牛研究组获悉,科研人员发明的“一种含有功能端基的聚(3-丁基噻吩)及其制备方法”获得国家知识产权局授权。

  聚(3烷基噻吩)因其优异的光电及加工性能近年来一直是高分子半导体器件等领域研究的热点。而随着研究的深入,其中的聚(3丁基噻吩)的科研价值也逐渐被发现,尤其是其在有机聚合物太阳能电池和半导体/绝缘体复合材料等方面的研究成果更是引起了该领域的广泛关注。然而机械性能,热稳定性,以及共轭聚合物的一些自身缺陷等严重的制约了聚(3丁基噻吩)研究及应用的进一步开展。为了得到综合性能更加优异的材料,基于聚(3丁基噻吩)的复合材料研究已迫在眉睫。其中基于聚(3丁基噻吩)的共聚物潜力巨大,因其不但有望有机地结合聚(3丁基噻吩)和其他高分子材料的优良性能,还能通过化学键有效地控制复合材料的纳米微结构,这将为该类材料在光电器件等领域的应用打下了良好的基础。而在得到共聚物的同时如何保证聚(3丁基噻吩)嵌段的分子量,分子量分布,区域规整度等也给该工作带来了新的挑战。

  在国家基金委和中科院的大力支持下,杨小牛课题组合成了多种含有功能性端基的聚(3丁基噻吩),通过使用选择性催化剂,将聚(3丁基噻吩)的区域规整度保持在95%以上。并通过控制反应条件使聚合物分子量在4000到20000范围内可调,而聚合物多分散系数可以保持在1.1以内。同时,该种聚(3丁基噻吩)端基带有的是有机高分子合成中常用的烯烃,羟基或卤素基团,可广泛的应用于原子转移自由基聚合,可逆加成-断裂链转移聚合,氮氧稳定自由基聚合等活性自由基聚合和开环移位聚合,以及可控离子聚合等多个领域,制备多种基于聚(3丁基噻吩)的嵌段共聚物。

  该发明在保持了聚(3丁基噻吩)性能的同时引入易于进行共聚反应的功能性端基,为基于聚(3丁基噻吩)的复合材料的合成与性能研究展开了新的一页。