一种基于氰基三联苯的甲壳型液晶聚合物光电材料的制备方法与流程

本发明涉及一种新型聚合物光电材料的合成，基于氰基三联苯的甲壳型液晶聚合物——聚［2,5-二(氰基)乙烯基三联苯］的制备方法。

背景技术：

目前光电转换材料主要使用晶体硅、氮化镓等无机材料。而有机光电材料富含碳原子，可以通过溶液法实现大面积、柔性光电器件的制备。此外，有机光电材料具有多样化的结构、组成和宽广的性能调节，可以通过分子设计获得所需的多种功能，与无机材料相比具有极大的优势。

液晶聚合物集液晶性和光电性于一身的功能聚合物，利用液晶基元在外力场下能自发取向的特点，可以有效地提高和控制聚合物主链的共轭长度，从而得到具有较好光、电性能的有机聚合物材料。甲壳型液晶聚合物（mesogen-jacketedliquidcrystallinepolymer，简写mjlcp）是一类庞大液晶基元侧基只通过一个共价键或很短的间隔基在重心位置（或腰部）与聚合物主链相连的液晶聚合物。由于其特殊的分子结构，赋予其特殊的功能。

三联苯是棒状液晶基元，具有生色光电性能，有很好的化学、光化学、电化学稳定性。它的光电性能还受末端基团的影响，吸电子氰基基团有助于提高其光电性能。本发明制备一种基于氰基三联苯的甲壳型液晶聚合物——聚［2,5-二(氰基)乙烯基三联苯］的液晶共轭聚合物，集液晶性和光电性于一身，分子链表面布满稳定性好的三联苯光电液晶基元，是高能量密度的光电转换材料，具有良好的光电性能。

本发明采用简单的自由基聚合，在氩气保护下，通过自由基聚合，由单体2,5-二(氰基)乙烯基三联苯合成聚［2,5-二(氰基)乙烯基三联苯］，经红外ir、核磁¹hnmr表征，结果表明合成的新型聚合物的正确性。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于氰基三联苯的甲壳型液晶聚合物光电材料——聚［2,5-二(氰基)乙烯基三联苯］的制备方法，可以通过本方法制备这种新型聚合物。

本发明的实现过程，一种聚［2,5-二(氰基)乙烯基三联苯］的制备方法，其特征是：1）在氩气保护下，采用聚合管封管，由单体2,5-二(氰基)乙烯基三联苯通过自由基聚合，在75℃发生聚合反应，制备聚合物聚[2,5-二(氰基)乙烯基三联苯]；2）自由基聚合的引发剂为aibn（偶氮二异丁腈），自由基聚合的溶剂为nmp（n-甲基吡咯烷酮）。

本发明的技术效果是：本发明采用nmp（n-甲基吡咯烷酮）为溶剂，aibn（偶氮二异丁腈）为引发剂，对单体2,5-二(氰基)乙烯基三联苯进行聚合，得到一种新型聚合物。

附图说明

图1为单体聚合反应生成聚合物的过程图。

具体实施过程

为了便于理解，下面结合附图和优选实施例对本发明作进一步阐明。

实施例1

一种新型基于氰基三联苯的甲壳型液晶聚合物光电材料——聚［2,5-二氰基乙烯基三联苯］的制备。

向10ml聚合管中加入0.5g单体和0.001gaibn，使用注射器加入5ml干燥nmp，用氩气充分置换体系中的空气，反复三次后，将聚合管放入液氮罐中边冷冻边抽气，冷冻一段时间后，迅速取出聚合管，使用高温喷枪对聚合管进行封管。封管完毕后，将聚合管放入油浴锅中加热至75℃，聚合反应时间为48h。聚合结束后，聚合物用少量四氢呋喃溶解，加入过量甲醇沉淀，过滤，真空干燥箱干燥后，称重得到0.3g聚合物。

实施例2

向10ml聚合管中加入0.75g单体和0.002gaibn,使用注射器加入5.5ml干燥nmp，用氩气充分置换体系中的空气，反复三次后，将聚合管放入液氮罐中边冷冻边抽气，冷冻一段时间后，迅速取出聚合管，使用高温喷枪对聚合管进行封管。封管完毕后，将聚合管放入油浴锅中加热至75℃，聚合反应时间为48h。聚合结束后，聚合物用少量四氢呋喃溶解，加入过量甲醇沉淀，过滤，真空干燥箱干燥后，称重得到0.45g聚合物。

实施例3

向20ml聚合管中加入1g单体和0.0025gaibn,使用注射器加入10ml干燥nmp，用氩气充分置换体系中的空气，反复三次后，将聚合管放入液氮罐中边冷冻边抽气，冷冻一段时间后，迅速取出聚合管，使用高温喷枪对聚合管进行封管。封管完毕后，将聚合管放入油浴锅中加热至75℃，聚合反应时间为48h。聚合结束后，聚合物用少量四氢呋喃溶解，加入过量甲醇沉淀，过滤，真空干燥箱干燥后，称重得到0.5g聚合物。

对所制备的聚合物的进行分析表征。

红外ir结果如下：

ir（kbr，cm^-1）：聚合物和单体共有的特征峰，1140-1030cm^-1附近较弱的峰是c-o-c对称伸缩振动，1595、1500cm^-1(芳香环骨架)，2260-2200cm^-1附近较强峰是氰基的不对称伸缩振动，2960-2850cm^-1附近较强峰是-ch2的伸缩振动。

由于连接在苯环上的双键无法通过ir（红外）进行确认，因此利用¹hnmr对聚合物和单体进行结构确认。

（1）单体的核磁图谱分析

¹hnmr（400mhz,cdcl3,,ppm）:7.85-7.70(m,8h,ar-h),7.60-7.52(d,h,ar-h),7.51-7.46(d,h,ar-h),7.40-7.35(d,h,ar-h),6.67-6.60(d,h,vinyl),5.85-5.75(d,h,vinyl),5.37-5.30(d,h,vinyl)。

（2）聚合物的核磁谱图分析

¹hnmr（400mhz,dmso,δ,ppm）:8.14-6.65(m,ar-h)。

通过红外（ir）分析可知，聚合物中的官能团与单体相同，通过核磁（¹hnmr）谱图可知，聚合物中未出现单体特有的双键特征峰，单体聚合成功，证明合成的新型聚合物正确。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种新型基于氰基三联苯的甲壳型液晶聚合物光电材料——聚[2,5‑二(氰基)乙烯基三联苯]的制备方法，在氩气保护下，把单体2,5‑二(氰基)乙烯基三联苯溶解在NMP(N‑甲基吡咯烷酮)中，采用AIBN（偶氮二异丁腈）为引发剂，使用聚合管封管。通过自由基聚合的简易方法，合成聚[2,5‑二(氰基)乙烯基三联苯]，采用红外IR、核磁1H NMR对聚合物进行表征，证明合成新型聚合物的正确性。通过本发明可以制备出一种新型的聚合物光电材料。

技术研发人员：万里鹰;战宝柱
受保护的技术使用者：南昌航空大学
技术研发日：2018.03.29
技术公布日：2018.08.17