_共軛聚硅烷的合成_光電性能與應(yīng)用

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1、,2009,23(2):111～117技術(shù)進(jìn)展SILICONEMATERIALσ-π共軛聚硅烷的合成、光電性能與應(yīng)用3周博,李新,陳明,黃世強(qiáng)(湖北大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,武漢430062)摘要:概述了σ-π共軛聚硅烷的合成方法,獨(dú)特的光電性能以及在作光致抗蝕材料、電致發(fā)光材料、光致發(fā)光材料中的應(yīng)用。關(guān)鍵詞:σ-π共軛,共聚,聚硅烷,π共軛單元,光電性能+中圖分類號:O634141文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1009-4369(2009)02-0111-0712低聚硅烷單元為σ共軛鏈節(jié),當(dāng)通過縮合式中,R,R=CH3,Et,Ph,Tol...;(1)反應(yīng),使之與π共軛單元交

2、替共聚時,能夠生成兼具兩類聚合物特性、性能優(yōu)越的σ-π交替[1]共聚物。這種主鏈中以Si—Si鍵來橋聯(lián)π共軛單元的聚合物在兩種單元間能產(chǎn)生很強(qiáng)的軌道相互作用,即σ-π共軛現(xiàn)象,它賦予了這種聚他們采用各種取代基得到了多種結(jié)果,產(chǎn)物合物獨(dú)特的光電特性。這種類型的聚合物被廣泛的摩爾質(zhì)量及產(chǎn)率見表1。用作有機(jī)半導(dǎo)體材料、空穴傳導(dǎo)材料、光致抗蝕表1聚(雙-氯硅基苯)聚合物的合成材料、光致發(fā)光(PL)材料、電致發(fā)光(EL)珚Mw(珚Mw/珚Mn)12[2-3]聚合物AR,R產(chǎn)率/%材料、耐高溫材料等,最近又發(fā)現(xiàn)其在敏化-1/g·mol[4]太陽能電池中也有新的應(yīng)用。本文就σ-π共1

3、aMe2不溶軛聚硅烷的合成、其獨(dú)特的光電性能及應(yīng)用進(jìn)行1bEt,Me34000對亞苯基介紹。1cEt27511000(119)1dPh,Me45275001σ-π交替共聚物的合成方法2aMe23177000(2176)111鈉縮法間亞苯基2bPh,Me6241000(3128)鈉縮合法又稱Wurtz合成法,因其反應(yīng)簡單3aMe2012170000(4417)易行,被廣泛應(yīng)用在有機(jī)硅單元與π共軛基團(tuán)鄰亞苯基[5-6]3bEt,Me13593000(9112)的交替共聚合成。這種反應(yīng)在惰性溶劑中進(jìn)表1中的聚合物1b-1d為無色的固體,且行,常用溶劑有甲苯、二甲苯或較高沸點(diǎn)的

4、烷烴加熱熔融過程中不分解。在乙醚、芳香族、氯碳等,待堿金屬分散在溶劑中后再升溫縮聚。1986族溶劑中有很好的溶解性,微溶于脂肪烴,不溶年Ishikawa等人采用這種方法合成了有機(jī)硅單元于醇類溶劑;1a則與這幾種不同,基本上在所與π共軛單元的交替共聚物。方法是將1,4-雙有溶劑中都不能溶解,且在300℃時還沒有熔-二甲基氯硅基苯與鈉在70～90℃的甲苯中進(jìn)融,這與其結(jié)晶度高有關(guān)。行反應(yīng),得到聚(1,4-雙-二甲基氯硅基苯)[7]Wurtz反應(yīng)雖然可以生成多種共聚物,應(yīng)用聚合物(見式1)。收稿日期:20081031作者簡介:周博(1985—),男,碩士生,主要從事高分子材料

5、、有機(jī)硅功能材料的研究。3聯(lián)系人,E2mail:huangsq@hubu1edu1cn。·112·第23卷較廣,但也有一些弊端。如許多含反應(yīng)性官能團(tuán)也呈現(xiàn)了以Wurtz法制得亞硅烷基單元鏈段長度單體難以縮聚;立體障礙大使產(chǎn)率較低;摩爾質(zhì)為2的聚合物的過程。他們證明由式2Wurtz法量分布寬、重復(fù)性差;反應(yīng)條件激烈,具有危險得到的共聚物摩爾質(zhì)量很低(珚Mw=10000性;成本較高,不適于工業(yè)生產(chǎn)。g/mol),而由有機(jī)鋰縮合法得到的共聚物的摩爾112有機(jī)鋰或格氏試劑法質(zhì)量則相對高得多(珚Mw=70000g/mol),這充有機(jī)鋰或格氏試劑法最早被Barton用作次分說明了有

6、機(jī)鋰縮合法的優(yōu)越性。[8]乙炔基硅烷類聚合物的合成(見式2)。式2(2)因此,該法被廣泛應(yīng)用于各種低聚亞硅烷基年,T1DONTILLEY以這種反應(yīng)第一次合成了單元與π共軛單元(如亞丙二烯基、亞聯(lián)乙炔低聚亞苯基單元與有機(jī)硅單元的交替共聚物[12]基、亞苯基、亞聯(lián)苯基、亞噻吩基、低聚亞噻吩(見式4),但因生成低聚物后馬上沉淀,生[9-11]基等)的交替共聚中(見式3)。成粉末狀固體,摩爾質(zhì)量難以加大而沒有繼續(xù)研究下去。(4)式中,M=Li,MgX;(3)114開環(huán)聚合法有關(guān)開環(huán)聚合法合成σ-π交替共聚物的報道不多,最早在1986年,K1Shiina用開環(huán)3,4-苯丙-1,1

7、,2,2-四甲基-1,2-二硅環(huán)丁烯從理論上講[13],有機(jī)鋰或格氏試劑縮合法不如(DSBB)合成聚DSBB(見式5)AlCl3這種路Wurtz合成法實(shí)用,因?yàn)橐杂袡C(jī)金屬作催化劑的易斯酸對此反應(yīng)有很好的催化活性,能獲得很高反應(yīng)所用的單體是雙官能度的,需要很精確的化的摩爾質(zhì)量珚Mn=374000g/mol及高達(dá)89%的轉(zhuǎn)學(xué)計量學(xué),且是在此方法下獲得高摩爾質(zhì)量聚合化率,并得到棉花狀的產(chǎn)物聚DSBB;而過氧化物所必須的,而這是很難達(dá)到的。但是,這種方苯甲酰(BPO)則對反應(yīng)的催化活性不高。法一樣非常有用。不僅因?yàn)樗姆磻?yīng)條件較Wurtz反應(yīng)溫和