功能化聚喳琳的合成与性质

为了合成功能化聚哇琳（如质子传导聚喳琳或旋光性聚唆琳）和研究聚哇琳结构与性能之间的关系，合成了含毗咯基单元或含联蔡基单元的聚喳琳和聚葱琳，并对其性质进行了研究，主要内容如下：（1）建立了二乙酰吡咯的合成方法；合成并表征了四种二苯酞基一二氨基单体和五种新型的含毗咯基或联蔡基的二乙酞基单体；并对部分合成方法进行了改进，简化了实验步骤，提高了产率。（2）合成、表征了8种含吡咯基单元的聚喳琳和聚葱琳，这些新的聚合物具有较高的玻璃化转变温度（242-339℃）和出色的热稳定性（514-554℃）。与聚葱琳系列相比，聚哇琳具有较高的热稳定性，在普通溶剂中较好的溶解性和较低的最大吸收波长（λamax）。含有2，5-亚吡咯基的固态聚葱琳表现出少见的高人arnax（565nln）和低的带隙能量（2.02eV）。所有的聚合物在溶液中具有很低的光量子效率（0.01％一10-5％）。它们的激发态寿命为0.28-1.29ns。通过比较聚合物异构体的性质，探讨了分子结构，尤其亚吡咯基结构对聚合物电子结构、热力学和光学性质的影响，提出了聚合物主链上毗咯氢和喳琳氮间的氢键模型并对聚合物异构体性质差异给予解释。（3）考察了聚喳琳的电化学性质，结果表明这些聚合物存在1-3个不可逆氧化电位和1-2个不可逆还原电位，这是聚哇琳文献中未曾报道的现象。（4）以氯化锉作稳定剂，DMAc作溶剂，得到稳定的PBM高浓度溶液；以此溶液浇铸成膜，其热力学性能优良；经磷酸乙醇溶液浸渍掺杂的PBM膜，在157℃质子导电率达到1.5x*10-3Scm-1。（5）合成、表征了含联蔡基团的旋光性聚喳琳，这些新的聚合物具有较高的玻璃化转变温度（201-305℃）、出色的热稳定性（420-497℃）和耐溶剂性能。创门的结晶度较低，在浓硫酸中的旋光活性远大于联蔡单体，其旋光值与聚合物手性单元的过量比例成线性关系，但旋光方向却与单体不同。