CN107033880A - 石墨烯掺杂芳杂环液晶高分子发光材料的制备方法及其应用 - Google Patents

石墨烯掺杂芳杂环液晶高分子发光材料的制备方法及其应用 Download PDF

Info

Publication number
CN107033880A
CN107033880A CN201710341339.1A CN201710341339A CN107033880A CN 107033880 A CN107033880 A CN 107033880A CN 201710341339 A CN201710341339 A CN 201710341339A CN 107033880 A CN107033880 A CN 107033880A
Authority
CN
China
Prior art keywords
monomer
liquid crystal
graphene
solution
aromatic ring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201710341339.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107033880B (zh
Inventor
魏朋
张风
张一风
章伟
郭正
喻红芹
梅硕
李霞
岳献阳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhongyuan University of Technology
Original Assignee
Zhongyuan University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhongyuan University of Technology filed Critical Zhongyuan University of Technology
Priority to CN201710341339.1A priority Critical patent/CN107033880B/zh
Publication of CN107033880A publication Critical patent/CN107033880A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107033880B publication Critical patent/CN107033880B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/06—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing organic luminescent materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/65—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing carbon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00—Liquid crystal materials
    • C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/06—Non-steroidal liquid crystal compounds
    • C09K19/32—Non-steroidal liquid crystal compounds containing condensed ring systems, i.e. fused, bridged or spiro ring systems
    • C09K19/322—Compounds containing a naphthalene ring or a completely or partially hydrogenated naphthalene ring
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00—Liquid crystal materials
    • C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/06—Non-steroidal liquid crystal compounds
    • C09K19/34—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least one heterocyclic ring
    • C09K19/3402—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least one heterocyclic ring having oxygen as hetero atom
    • C09K19/3405—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least one heterocyclic ring having oxygen as hetero atom the heterocyclic ring being a five-membered ring
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00—Liquid crystal materials
    • C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/06—Non-steroidal liquid crystal compounds
    • C09K19/34—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least one heterocyclic ring
    • C09K19/3441—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least one heterocyclic ring having nitrogen as hetero atom
    • C09K19/3477—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least one heterocyclic ring having nitrogen as hetero atom the heterocyclic ring being a five-membered aromatic ring containing at least one nitrogen atom
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00—Liquid crystal materials
    • C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/06—Non-steroidal liquid crystal compounds
    • C09K19/34—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least one heterocyclic ring
    • C09K19/3491—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least one heterocyclic ring having sulfur as hetero atom
    • C09K19/3494—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least one heterocyclic ring having sulfur as hetero atom the heterocyclic ring containing sulfur and oxygen atoms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00—Liquid crystal materials
    • C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/06—Non-steroidal liquid crystal compounds
    • C09K19/32—Non-steroidal liquid crystal compounds containing condensed ring systems, i.e. fused, bridged or spiro ring systems
    • C09K19/322—Compounds containing a naphthalene ring or a completely or partially hydrogenated naphthalene ring
    • C09K2019/323—Compounds containing a naphthalene ring or a completely or partially hydrogenated naphthalene ring containing a binaphthyl
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10—Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1018—Heterocyclic compounds
    • C09K2211/1025—Heterocyclic compounds characterised by ligands
    • C09K2211/1029—Heterocyclic compounds characterised by ligands containing one nitrogen atom as the heteroatom
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10—Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1018—Heterocyclic compounds
    • C09K2211/1025—Heterocyclic compounds characterised by ligands
    • C09K2211/1088—Heterocyclic compounds characterised by ligands containing oxygen as the only heteroatom
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10—Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1018—Heterocyclic compounds
    • C09K2211/1025—Heterocyclic compounds characterised by ligands
    • C09K2211/1092—Heterocyclic compounds characterised by ligands containing sulfur as the only heteroatom

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Polyesters Or Polycarbonates (AREA)

Abstract

本发明属于材料化学领域，涉及一种发光材料，具体涉及石墨烯掺杂芳杂环液晶高分子发光材料的制备方法及其应用。本发明将电子受体A或给体D基元芳杂环二酸单体和酰亚胺结构二酸单体，参与液晶高分子分子链构成，赋予分子链优异的电子传输能力，通过溶液直接聚合并与石墨烯进行掺杂，得到具有良好发光性能的液晶高分子发光材料。本发明将发光色团酰亚胺结构二酸单体和芳杂环二酸单体与羟基酸和芳族二酚介晶基团共聚，在聚合阶段，将具有优异电子迁移能力、光学性能和力学性能的石墨烯与高分子通过π‑π共轭进行掺杂，可进一步提升高分子的发光性能和力学性能，使其可用于柔性光电子产品的制备。

Description

石墨烯掺杂芳杂环液晶高分子发光材料的制备方法及其应用
技术领域
本发明属于材料化学领域，涉及一种发光材料，具体涉及石墨烯掺杂芳杂环液晶高分子发光材料的制备方法及其应用。
背景技术
随着光电信息技术的发展，人们对光电产品的便携性、智能性要求越来越高，新型有机发光材料的开发已成为当前研究的热点。有机高分子发光材料具有发光性能可调可控、加工方式灵活可变、良好的热稳定性和力学性能等优点，是开发柔性光电器件，便携可叠电子产品、智能可穿戴服饰的关键材料。早期的有机发光高分子如聚苯撑乙烯(PPVs)、聚吡咯、聚芴(PFs)等聚合物具有高度的π-π共轭分子结构，其电荷传输能力突出，发光性能优异，表现出较高的荧光量子效率。但这种分子结构具有高刚硬度和规整度的特点，使得这类共轭聚合物溶解性能较差，熔融温度过高，限制了其加工应用。
另一方面，石墨烯是碳原子按六边形蜂窝状有序排列出的二维单层石墨。其中，碳原子以sp2方式杂化，形成以σ键联结的骨架，剩下的pz轨道以肩并肩的方式形成超级离域大Π键。正是因为石墨烯具有这种特殊的二维结构，所以，该材料具有非常优异的力学、热学、电学、光学、化学等性能。例如，石墨烯的载流子迁移率能够高达15000cm2V-1s-1；力学强度是世界上最好的钢材的100倍；光学上，光子透过率高达97.7％；理论比表面积高达2630m2/g。
液晶高分子具有优异的加工性能、高取向度、低线性膨胀系数、良好的溶解性能、突出的热稳定性能和机械性能。与共轭聚合物相比，常规液晶高分子不具有电子给体(Donor)和受体(Acceptor)基元及，不能形成强相互作用的π-π堆积体系，分子链中较弱的偶极作用也不利于电荷的传输，因此液晶高分子的发光性能较差，其在光电材料中的应用受到了限制。将电子受体A或给体D基元酰亚胺结构二酸单体和芳杂环二酸单体参与液晶高分子分子链构建，能提升分子链的电荷传输能力，可获得综合性能优异的液晶高分子发光材料。
将石墨烯与芳杂环液晶高分子进行掺杂后，石墨烯离域大π键与高分子芳环骨架形成π-π共轭体系，可进一步提升高分子的电荷传输能力，增强材料的发光性能，制备得到的石墨烯掺杂液晶高分子具有优异的发光性能、力学性能，在柔性光电子器件、显示、电池等方面具有广阔的应用前景。
发明内容
本发明为解决石墨烯掺杂芳杂环液晶高分子发光材料的制备方法的技术问题，将电子受体A或给体D基元芳杂环二酸单体和酰亚胺结构二酸单体，参与液晶高分子分子链构成，赋予分子链优异的电子传输能力，通过溶液直接聚合并与石墨烯进行掺杂，得到具有良好发光性能的液晶高分子发光材料，使其可以用于柔性显示领域，光电子器件，太阳能电池等产品的制备。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
石墨烯掺杂芳杂环液晶高分子发光材料，所述发光材料为石墨烯掺杂芳杂环液晶高分子的发光材料，其中，芳杂环液晶高分子的结构式为：
式中，n为5-11之间的整数；
R1为以下结构的任意一个：
R2为
R3为以下结构的任意一个： 其中X为：-O-，-S-，
R4为以下结构的任意一个：
石墨烯掺杂芳杂环液晶高分子发光材料的制备方法，步骤如下：
(1)将缩合剂加入反应器中搅拌30min进行活化，制得溶液Ⅰ；
(2)向吡啶溶液中加入单体总摩尔量1-20mol％酰亚胺结构二酸单体和单体总摩尔量9-25mol％芳杂环二酸单体，配制成溶液Ⅱ，将溶液Ⅱ加入溶液Ⅰ中，搅拌10-30min，在搅拌条件下升温至80-100℃，得到溶液Ⅲ；
(3)向吡啶溶液中加入单体总摩尔量10-80mol％羟基酸单体和单体总摩尔量10-45mol％芳族二酚单体，配制成溶液Ⅳ，将溶液Ⅳ，滴加到溶液Ⅲ中，滴加完毕后，反应温度调至60-150℃，反应1-5小时，得到溶液Ⅴ；
(4)将占四种单体总质量0.01-10％wt的石墨烯加入二甲基甲酰胺溶液，将配置好的石墨烯的二甲基甲酰胺溶液加入溶液Ⅴ中，反应5-10min，超声处理10-60min，最后将反应产物用甲醇沉淀，完成石墨烯掺杂芳杂环液晶高分子发光材料的制备。
所述步骤(1)中，缩合剂为酰氯类化合物、吡啶(Py)和N,N-二甲基甲酰胺(DMF)的混合物或氯磷酸二苯酯(DPCP)、吡啶(Py)和溴化锂(LiBr)的混合物，活化的温度为0-30℃。
所述步骤(2)中，酰亚胺结构二酸单体为： 其中n为5-11之间的整数；芳杂环二酸单体为下列单体结构中的任何一种或两种的组合：
所述步骤(3)中，羟基酸单体为下列单体结构中的任何一种或两种的组合：
芳族二酚单体为下列单体结构中的任何一种或两种的组合：
其中X为：-O-，-S-，中的任意一种。
所述缩合剂中酰氯类化合物为对甲基苯磺酰氯(TsCl)、苯磺酰氯(BsCl)或氯化亚砜(SOCl2)中的任意一种，其中酰氯类化合物的用量为单体中羧基总摩尔数的1.1-1.8倍，吡啶的用量为单体总摩尔数的3-8倍，N,N-二甲基甲酰胺的用量为单体总摩尔数的0.2-1倍；氯磷酸二苯酯的用量为单体中羧基总摩尔数的1.1-1.8倍，吡啶的用量为单体总摩尔数的3-8倍，溴化锂的用量为单体总摩尔数的1-1.2倍。
本发明的石墨烯掺杂芳杂环液晶高分子发光材料还可以采用原位熔融缩聚方法制备得到。
石墨烯掺杂芳杂环液晶高分子发光材料作为有机光电子器件、太阳能电池方面的应用。
本发明的有益效果在于：本发明提供了一种石墨烯掺杂芳杂环液晶高分子发光材料及其制备方法。将发光色团酰亚胺结构二酸单体和芳杂环二酸单体与羟基酸和芳族二酚介晶基团共聚，可以构建具有优异电荷传输能力的芳杂环液晶高分子分子链结构。在聚合阶段，将具有优异电子迁移能力、光学性能和力学性能的石墨烯与高分子通过π-π共轭进行掺杂，可进一步提升高分子的发光性能和力学性能，使其可用于柔性光电子产品的制备。
附图说明
图1为石墨烯掺杂的芳杂环液晶高分子的红外图。
图2为制备得到的石墨烯掺杂的芳杂环液晶高分子在NMP溶液中的紫外吸收图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
选用对羟基苯甲酸，N,N'-双(6-羧己基)-1,4,5,8-四甲酰亚胺，2,5-噻吩-二甲酸和对苯二酚制备芳杂环发光液晶高分子，其摩尔比为80:1:9:10。选用BsCl，Py和DMF作为缩合剂，其中BsCl的用量为单体中羧基摩尔数的1.1倍，Py和DMF用量分别为单体摩尔数的5倍和0.5倍。将BsCl，Py和DMF加入反应器中，于30℃条件下、搅拌30min进行活化，加入N,N'-双(6-羧己基)-1,4,5,8-四甲酰亚胺和2,5-呋喃-二甲酸的Py溶液，搅拌20min，快速升温至90℃，滴加对羟基苯甲酸和对苯二酚的Py溶液，完毕后，调温至120℃，加入石墨烯(用量为单体总质量的0.01％)的DMF溶液，继续反应2h后超声10min，经沉淀、过滤、洗涤后得到石墨烯掺杂芳杂环液晶高分子发光材料，如图1所示，红外测试结果为：3442cm-1(羟基峰)；1609cm-1(碳碳双键吸收峰)；1734cm-1(酯羰基特征吸收峰)；1514cm-1(五元芳杂噻吩环特征吸收峰)；1598cm-1，1490cm-1(苯环特征吸收峰)；2860cm-1，2922cm-1(亚甲基特征吸收峰)；实施例1制备得到的石墨烯掺杂的芳杂环液晶高分子在NMP溶液中的紫外吸收图如图2所示。
将实施例1制备的石墨烯掺杂芳杂环液晶高分子发光材料，构筑ITO:Polymer:Al发光器件，器件可发射680nm的红光。
实施例2
选用6-羟基-2萘甲酸，N,N'-双(8-羧辛基)1,4,5,8-四甲酰亚胺，2,5-噻吩-二甲酸和4,4'-联苯二酚制备芳杂环发光液晶高分子，其摩尔比为10:20:25:45。选用BsCl，Py和DMF作为缩合剂，其中BsCl的用量为单体中羧基摩尔数的1.3倍，Py和DMF用量分别为单体摩尔数的5倍和0.8倍。将BsCl，Py和DMF加入反应器中，于20℃条件下、搅拌30min进行活化，加入N,N'-双(8-羧辛基)1,4,5,8-四甲酰亚胺和2,5-噻吩-二甲酸的Py溶液，搅拌30min，快速升温至80℃，滴加对6-羟基-2萘甲酸和4,4'-联苯二酚的Py溶液，完毕后，调温至60℃，加入石墨烯(用量为单体总质量的0.01％)的DMF溶液，继续反应3h后超声40min，经沉淀、过滤、洗涤后得到石墨烯掺杂芳杂环液晶高分子发光材料。
实施例3
选用4-羟基-3-甲氧基苯甲酸，N,N'-双(6-羧己基)1,4,5,8-四甲酰亚胺，2,5-噻吩-二甲酸和4,4'-二羟基二苯甲酮制备芳杂环发光液晶高分子，其摩尔比为10:20:25:45。选用氯磷酸二苯酯(DPCP)，Py和溴化锂(LiBr)作为缩合剂，其中DPCP的用量为单体中羧基摩尔数的1.2倍，Py和LiBr用量分别为单体摩尔数的4倍和1倍。将DPCP，Py和LiBr加入反应器中，于25℃条件下、搅拌30min进行活化，加入N,N'-双(6-羧己基)1,4,5,8-四甲酰亚胺和2,5-噻吩-二甲酸的Py溶液，搅拌30min，快速升温至80℃，滴加对4-羟基-3-甲氧基苯甲酸和4,4'-二羟基二苯甲酮的Py溶液，完毕后，调温至115℃，加入石墨烯(用量为单体总质量的0.05％)的DMF溶液，继续反应5h后超声60min，经沉淀、过滤、洗涤后得到石墨烯掺杂芳杂环液晶高分子发光材料。
实施例4
选用对羟基苯甲酸，N,N'-双(6-羧己基)-苝四甲酰亚胺，2,5-呋喃-二甲酸，4,4'-联苯二酚制备芳杂环发光液晶高分子，其摩尔比为50:10:15:25。选用TsCl，Py和DMF作为缩合剂，其中TsCl的用量为单体中羧基摩尔数的1.1倍，Py和DMF用量分别为单体摩尔数的6倍和0.8倍。将TsCl，Py和DMF加入反应器中，于30℃条件下、搅拌30min进行活化，加入N,N'-双(6-羧己基)-苝四甲酰亚胺和2,5-噻吩-二甲酸的Py溶液，搅拌30min，快速升温至90℃，滴加对羟基苯甲酸和4,4'-联苯二酚的Py溶液，完毕后，调温至130℃，加入石墨烯(用量为单体总质量的0.1％)的DMF溶液，继续反应2h后超声20min，经沉淀、过滤、洗涤后得到石墨烯掺杂芳杂环液晶高分子发光材料。
实施例5
选用对羟基苯乙酸，N,N'-双(7-羧庚基)-苝四甲酰亚胺，2,5-呋喃-二甲酸，2,5-噻吩-二甲酸和对苯二酚制备芳杂环发光液晶高分子，其摩尔比为10:20:5:20:45。选用DPCP，Py和LiBr作为缩合剂，其中DPCP的用量为单体中羧基摩尔数的1.1倍，Py和LiBr用量分别为单体摩尔数的6倍和1.1倍。将DPCP，Py和LiBr加入反应器中，于20℃条件下、搅拌30min进行活化，加入N,N'-双(7-羧庚基)-苝四甲酰亚胺和2,5-呋喃-二甲酸的Py溶液，搅拌30min，快速升温至80℃，滴加对羟基苯乙酸和对苯二酚的Py溶液，完毕后，调温至150℃，加入石墨烯(用量为单体总质量的0.3％)的DMF溶液，继续反应3h后超声45min，经沉淀、过滤、洗涤后得到石墨烯掺杂芳杂环液晶高分子发光材料。
实施例6
选用4-羟基-3-甲氧基肉桂酸，N,N'-双(6-羧己基)-苝四甲酰亚胺，2,5-噻吩-二甲酸和4,4'-二羟基二苯醚制备芳杂环发光液晶高分子，其摩尔比为20:15:25:40。选用DPCP，Py和LiBr作为缩合剂，其中DPCP的用量为单体中羧基摩尔数的1.4倍，Py和LiBr用量分别为单体摩尔数的8倍和1.2倍。将DPCP，Py和LiBr加入反应器中，于5℃条件下、搅拌30min进行活化，加入N,N'-双(6-羧己基)-苝四甲酰亚胺和2,5-噻吩-二甲酸的Py溶液，搅拌30min，快速升温至80℃，依次滴加4-羟基-3-甲氧基肉桂酸和4,4'-二羟基二苯醚的Py溶液，完毕后，升温至120℃，加入石墨烯(用量为单体总质量的0.08％)的DMF溶液，继续反应2h后超声10min，经沉淀、过滤、洗涤后得到石墨烯掺杂芳杂环液晶高分子发光材料。
实施例7
选用对羟基苯甲酸，6-羟基-2-萘甲酸，N,N'-双(6-羧己基)1,4,5,8-四甲酰亚胺，2,5-噻吩-二甲酸，4,4'-联苯二酚制备芳杂环发光液晶高分子，其摩尔比为20:30:16:9:25。选用SOCl2，Py和DMF作为缩合剂，其中SOCl2的用量为单体中羧基摩尔数的1.5倍，Py和DMF用量分别为单体摩尔数的7倍和0.3倍。将SOCl2，Py和DMF加入反应器中，于0℃条件下、搅拌30min进行活化，加入N,N'-双(6-羧己基)1,4,5,8-四甲酰亚胺和2,5-噻吩-二甲酸的Py溶液，搅拌30min，快速升温至90℃，依次滴加对羟基苯甲酸，6-羟基-2-萘甲酸和4,4'-联苯二酚的Py溶液，完毕后，升温至130℃，加入石墨烯(用量为单体总质量的0.1％)的DMF溶液，继续反应2.5h后超声30min，经沉淀、过滤、洗涤后得到石墨烯掺杂芳杂环液晶高分子发光材料。
实施例8
选用对羟基苯甲酸，对羟基苯乙酸，N,N'-双(10-羧癸基)-苝四甲酰亚胺，4,4'-二羧基-4'-N-咔唑三苯胺，4,4'-二羟基二苯硫醚制备芳杂环发光液晶高分子，其摩尔比为60:10:5:10:15。选用TsCl，Py和DMF作为缩合剂，其中TsCl的用量为单体中羧基摩尔数的1.2倍，Py和DMF用量分别为单体摩尔数的7倍和0.5倍。将TsCl，Py和DMF加入反应器中，于25℃条件下、搅拌30min进行活化，加入N,N'-双(10-羧癸基)-苝四甲酰亚胺和4,4'-二羧基-4'-N-咔唑三苯胺的Py溶液，搅拌30min，快速升温至85℃，滴加对羟基苯甲酸，对羟基苯乙酸和4,4'-二羟基二苯硫醚的Py溶液，完毕后，调温至150℃，加入石墨烯(用量为单体总质量的1％)的DMF溶液，继续反应5h后超声15min，经沉淀、过滤、洗涤后得到石墨烯掺杂芳杂环液晶高分子发光材料。
实施例9
选用对羟基苯甲酸，4-羟基-3-甲氧基肉桂酸，N,N'-双(8-羧辛基)1,4,5,8-四甲酰亚胺，2,5-噻吩-二甲酸和4,4'-二羟基二苯醚制备芳杂环发光液晶高分子，其摩尔比为40:40:1:9:10。选用DPCP，Py和LiBr作为缩合剂，其中DPCP的用量为单体中羧基摩尔数的1.8倍，Py和LiBr用量分别为单体摩尔数的8倍和1.1倍。将DPCP，Py和LiBr加入反应器中，于0℃条件下、搅拌30min进行活化，加入N,N'-双(8-羧辛基)1,4,5,8-四甲酰亚胺和2,5-噻吩-二甲酸的Py溶液，搅拌30min，快速升温至95℃，依次滴加对羟基苯甲酸，4-羟基-3-甲氧基肉桂酸和4,4'-二羟基二苯醚的Py溶液，完毕后，调温至100℃，加入石墨烯(用量为单体总质量的0.5％)的DMF溶液，继续反应2h后超声35min，经沉淀、过滤、洗涤后得到石墨烯掺杂芳杂环液晶高分子发光材料。
实施例10
选用对羟基苯甲酸，4-羟基-3-甲氧基苯甲酸，N,N'-双(6-羧己基)-苝四甲酰亚胺，2,5-呋喃-二甲酸和4,4'-联苯二酚制备芳杂环发光液晶高分子，其摩尔比为40:20:5:15:20。选用DPCP，Py和LiBr作为缩合剂，其中DPCP的用量为单体中羧基摩尔数的1.4倍，Py和LiBr用量分别为单体摩尔数的4倍和1.2倍。将DPCP，Py和LiBr加入反应器中，于10℃条件下、搅拌30min进行活化，加入N,N'-双(6-羧己基)-苝四甲酰亚胺和2,5-呋喃-二甲酸的Py溶液，搅拌30min，快速升温至80℃，依次滴加对羟基苯甲酸，4-羟基-3-甲氧基苯甲酸和4,4'-联苯二酚的Py溶液，完毕后，调温至130℃，加入石墨烯(用量为单体总质量的0.02％)的DMF溶液，继续反应5h后超声25min，经沉淀、过滤、洗涤后得到石墨烯掺杂芳杂环液晶高分子发光材料。
实施例11
选用对羟基苯甲酸，对羟基肉桂酸，N,N'-双(6-羧己基)-苝四甲酰亚胺，4″′,4″-(4′-(4-(二苯氨基)苯基)二苯甲酸)-2,2′:6′,2″-三联吡啶和2,2-二(4-羟基苯基)六氟丙烷制备芳杂环发光液晶高分子，其摩尔比为65:15:1:9:10。选用DPCP，Py和LiBr作为缩合剂，其中DPCP的用量为单体中羧基摩尔数的1.5倍，Py和LiBr用量分别为单体摩尔数的7倍和1.1倍。将DPCP，Py和LiBr加入反应器中，于20℃条件下、搅拌30min进行活化，加入N,N'-双(6-羧己基)-苝四甲酰亚胺和4″′,4″-(4′-(4-(二苯氨基)苯基)二苯甲酸)-2,2′:6′,2″-三联吡啶的Py溶液，搅拌30min，快速升温至100℃，依次滴加对羟基苯甲酸，对羟基肉桂酸和2,2-二(4-羟基苯基)六氟丙烷的Py溶液，完毕后，调温至130℃，加入石墨烯(用量为单体总质量的0.06％)的DMF溶液，继续反应8h后超声10min，经沉淀、过滤、洗涤后得到石墨烯掺杂芳杂环液晶高分子发光材料。
实施例12
选用对羟基苯甲酸，N,N'-双(8-羧辛基)1,4,5,8-四甲酰亚胺，2,5-噻吩-二甲酸，4,4'-联苯二酚和4,4'-二羟基二苯醚制备芳杂环发光液晶高分子，其摩尔比为20:20:20:5:35。选用BsCl，Py和DMF作为缩合剂，其中BsCl的用量为单体中羧基摩尔数的1.5倍，Py和DMF用量分别为单体摩尔数的8倍和0.3倍。将BsCl，Py和DMF加入反应器中，于25℃条件下、搅拌30min进行活化，加入N,N'-双(8-羧辛基)1,4,5,8-四甲酰亚胺和2,5-噻吩-二甲酸的Py溶液，搅拌30min，快速升温至90℃，依次滴加对羟基苯甲酸，4,4'-联苯二酚和4,4'-二羟基二苯醚的Py溶液，完毕后，调温至150℃，加入石墨烯(用量为单体总质量的0.1％)的DMF溶液，继续反应1h后超声30min，经沉淀、过滤、洗涤后得到石墨烯掺杂芳杂环液晶高分子发光材料。
实施例13
选用对羟基苯甲酸，N,N'-双(6-羧己基)-苝四甲酰亚胺，2,5-呋喃-二甲酸，4,4'-二羟基二苯甲酮和4,4'-二羟基二苯硫醚制备芳杂环发光液晶高分子，其摩尔比为50:10:15:15:10。选用SOCl2，Py和DMF作为缩合剂，其中SOCl2的用量为单体中羧基摩尔数的1.3倍，Py和DMF用量分别为单体摩尔数的7倍和0.8倍。将SOCl2，Py和DMF加入反应器中，于5℃条件下、搅拌30min进行活化，加入N,N'-双(6-羧己基)-苝四甲酰亚胺和2,5-呋喃-二甲酸的Py溶液，搅拌30min，快速升温至90℃，滴加对羟基苯甲酸，4,4'-二羟基二苯甲酮和4,4'-二羟基二苯硫醚的Py溶液，完毕后，调温至130℃，加入石墨烯(用量为单体总质量的0.1％)的DMF溶液，继续反应2h后超声20min，经沉淀、过滤、洗涤后得到石墨烯掺杂芳杂环液晶高分子发光材料。

Claims (7)

1.石墨烯掺杂芳杂环液晶高分子发光材料，其特征在于：所述发光材料为石墨烯掺杂芳杂环液晶高分子的发光材料，其中，芳杂环液晶高分子的结构式为：
式中，n为5-11之间的整数；
R1为以下结构的任意一个：
R2为
R3为以下结构的任意一个： 其中X为：-O-,-S-,
R4为以下结构的任意一个：
2.如权利要求1所述的石墨烯掺杂芳杂环液晶高分子发光材料的制备方法，其特征在于，步骤如下：
(1)将缩合剂加入反应器中搅拌30min进行活化，制得溶液Ⅰ；
(2)向吡啶溶液中加入单体总摩尔量1-20mol％酰亚胺结构二酸单体和单体总摩尔量9-25mol％芳杂环二酸单体，配制成溶液Ⅱ，将溶液Ⅱ加入溶液Ⅰ中，搅拌10-30min，在搅拌条件下升温至80-100℃，得到溶液Ⅲ；
(3)向吡啶溶液中加入单体总摩尔量10-80mol％羟基酸单体和单体总摩尔量10-45mol％芳族二酚单体，配制成溶液Ⅳ，将溶液Ⅳ，滴加到溶液Ⅲ中，滴加完毕后，反应温度调至60-150℃，反应1-5小时，得到溶液Ⅴ；
(4)将占四种单体总质量0.01-10％wt的石墨烯加入二甲基甲酰胺溶液，将配置好的石墨烯的二甲基甲酰胺溶液加入溶液Ⅴ中，反应5-10min，超声处理10-60min，最后将反应产物用甲醇沉淀，完成石墨烯掺杂芳杂环液晶高分子发光材料的制备。
3.如权利要求2所述的石墨烯掺杂芳杂环液晶高分子发光材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，缩合剂为酰氯类化合物、吡啶和N,N-二甲基甲酰胺的混合物或氯磷酸二苯酯、吡啶和溴化锂的混合物，活化的温度为0-30℃。
4.如权利要求2所述的石墨烯掺杂芳杂环液晶高分子发光材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，酰亚胺结构二酸单体为： 其中n为5-11之间的整数；芳杂环二酸单体为下列单体结构中的任何一种或两种的组合：
5.如权利要求2所述的石墨烯掺杂芳杂环液晶高分子发光材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中，羟基酸单体为下列单体结构中的任何一种或两种的组合：
芳族二酚单体为下列单体结构中的任何一种或两种的组合：
其中X为：-O-,-S-,中的任意一种。
6.如权利要求3所述的石墨烯掺杂芳杂环液晶高分子发光材料的制备方法，其特征在于：所述缩合剂中酰氯类化合物为甲基苯磺酰氯、苯磺酰氯或氯化亚砜中的任意一种，其中酰氯类化合物的用量为羧基总摩尔数的1.1-1.8倍，吡啶的用量为单体总摩尔数的3-8倍，N,N-二甲基甲酰胺的用量为单体总摩尔数的0.2-1倍；氯磷酸二苯酯的用量为羧基酸单体总摩尔数的1.1-1.8倍，吡啶的用量为单体总摩尔数的3-8倍，溴化锂的用量为单体总摩尔数的1-1.2倍。
7.如权利要求1或2所述的石墨烯掺杂芳杂环液晶高分子发光材料作为有机光电子器件、太阳能电池方面的应用。
CN201710341339.1A 2017-05-16 2017-05-16 石墨烯掺杂芳杂环液晶高分子发光材料的制备方法及其应用 Active CN107033880B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710341339.1A CN107033880B (zh) 2017-05-16 2017-05-16 石墨烯掺杂芳杂环液晶高分子发光材料的制备方法及其应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710341339.1A CN107033880B (zh) 2017-05-16 2017-05-16 石墨烯掺杂芳杂环液晶高分子发光材料的制备方法及其应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107033880A true CN107033880A (zh) 2017-08-11
CN107033880B CN107033880B (zh) 2019-02-15

Family

ID=59537250

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710341339.1A Active CN107033880B (zh) 2017-05-16 2017-05-16 石墨烯掺杂芳杂环液晶高分子发光材料的制备方法及其应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107033880B (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108441232A (zh) * 2018-03-26 2018-08-24 京东方科技集团股份有限公司 液晶组合物及制备方法、显示面板、显示装置
CN108727606A (zh) * 2018-04-26 2018-11-02 五邑大学 氧化石墨烯接枝低分子芳香聚合物制造液晶高分子的方法
CN111420708A (zh) * 2020-04-30 2020-07-17 青岛萤火虫新材料科技有限责任公司 一种石墨烯共价接枝的氨基苯三联吡啶-铁配合物芬顿催化剂及其制备方法
CN113480868A (zh) * 2021-06-29 2021-10-08 宁波长阳科技股份有限公司 一种液晶高分子薄膜及其制备方法
CN113816375A (zh) * 2021-10-20 2021-12-21 温州大学 一种含p三吡啶类配体衍生碳材料及其应用
CN115594953A (zh) * 2022-09-22 2023-01-13 苏州易昇光学材料股份有限公司（Cn） 一种太阳能电池背板用抗紫外pet薄膜及其制备方法
CN115806678A (zh) * 2022-12-02 2023-03-17 重庆师范大学 含硫杂环基荧光材料及其制法与在wled器件制备中的应用

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103286308A (zh) * 2012-02-24 2013-09-11 中国科学院理化技术研究所 一种金属/石墨烯纳米复合材料及其制备方法
CN104059395A (zh) * 2014-06-29 2014-09-24 桂林理工大学 一种苝酰亚胺聚氨酯液晶非共价修饰石墨烯的制备方法
CN106519200A (zh) * 2016-10-25 2017-03-22 中原工学院 一种芳杂环液晶高分子聚合物及其制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103286308A (zh) * 2012-02-24 2013-09-11 中国科学院理化技术研究所 一种金属/石墨烯纳米复合材料及其制备方法
CN104059395A (zh) * 2014-06-29 2014-09-24 桂林理工大学 一种苝酰亚胺聚氨酯液晶非共价修饰石墨烯的制备方法
CN106519200A (zh) * 2016-10-25 2017-03-22 中原工学院 一种芳杂环液晶高分子聚合物及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
杨忠奎: "偶氮苯—苝二酰亚胺的自组装和对石墨烯功能化的研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库》 *

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108441232A (zh) * 2018-03-26 2018-08-24 京东方科技集团股份有限公司 液晶组合物及制备方法、显示面板、显示装置
CN108727606A (zh) * 2018-04-26 2018-11-02 五邑大学 氧化石墨烯接枝低分子芳香聚合物制造液晶高分子的方法
CN111420708A (zh) * 2020-04-30 2020-07-17 青岛萤火虫新材料科技有限责任公司 一种石墨烯共价接枝的氨基苯三联吡啶-铁配合物芬顿催化剂及其制备方法
CN113480868A (zh) * 2021-06-29 2021-10-08 宁波长阳科技股份有限公司 一种液晶高分子薄膜及其制备方法
CN113480868B (zh) * 2021-06-29 2022-10-04 宁波长阳科技股份有限公司 一种液晶高分子薄膜及其制备方法
CN113816375A (zh) * 2021-10-20 2021-12-21 温州大学 一种含p三吡啶类配体衍生碳材料及其应用
CN115594953A (zh) * 2022-09-22 2023-01-13 苏州易昇光学材料股份有限公司（Cn） 一种太阳能电池背板用抗紫外pet薄膜及其制备方法
CN115806678A (zh) * 2022-12-02 2023-03-17 重庆师范大学 含硫杂环基荧光材料及其制法与在wled器件制备中的应用
CN115806678B (zh) * 2022-12-02 2023-08-29 重庆师范大学 含硫杂环基荧光材料及其制法与在wled器件制备中的应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN107033880B (zh) 2019-02-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107033880B (zh) 石墨烯掺杂芳杂环液晶高分子发光材料的制备方法及其应用
CN101712674B (zh) 烷基取代-s,s-二氧-二苯并噻吩单体及其制备方法与聚合物
CN101255336B (zh) 电致发光光谱稳定的蓝色芴类聚合物及其制备方法与应用
CN106243329A (zh) 一种基于s,s‑二氧二苯并噻吩衍生物的给受体型交替共轭聚合物发光材料及其制备方法与应用
CN102492296A (zh) 一种水分散聚苯胺/石墨烯复合材料的合成方法
CN101148495A (zh) 含硅芴共轭聚合物及其制备方法和应用
CN105017302A (zh) 双（s,s-二氧-二苯并噻吩）并五元环化合物及其制备方法与应用
CN102976983A (zh) 一种砜基含氟二胺化合物和聚酰亚胺薄膜材料及其制法
CN101775123A (zh) 一种c9位侧链带有噻吩等芳杂环的聚芴共轭聚合物及其制备方法和应用
CN106543417A (zh) 含五元砜基稠杂环单元的聚合物及其应用与五元砜基稠杂环单体及其制备方法
CN106588869A (zh) 二烷基取代萘并硫氧芴单体及其制备方法与含二烷基取代萘并硫氧芴单元的聚合物及其应用
CN107955135A (zh) 共轭有机格子纳米聚合物及其制备和应用方法
CN105585671A (zh) 一种生物基光敏聚酰亚胺树脂及其制备的涂料
Watanabe et al. Liquid crystalline polythiophene bearing phenylnaphthalene side-chain
CN110527069A (zh) 一类电致发光聚合物及其制备方法与应用
CN101787111A (zh) 芴类共聚物、制备方法、应用及其聚合物太阳能电池器件
CN101492443A (zh) 复杂螺芳基芴材料及其制备和应用方法
Stay et al. Varying anionic functional group density in sulfonate-functionalized polyfluorenes by a one-phase suzuki polycondensation
Yu et al. Azobenzene based photo-responsive mechanical actuator fabricated by intermolecular H-bond interaction
CN109824870A (zh) 一类基于硫氧芴并噻吩单元的电致发光聚合物及其制法与应用
CN107759777A (zh) 一种电致发光聚合物及其制备方法与应用
CN102276802B (zh) 含噻吩-喹喔啉单元芴类共聚物及其制备方法和应用
CN103865044B (zh) 含环戊二烯二噻吩和苯并二(苯并硒二唑)单元的共聚物及其制备方法和应用
CN1634927A (zh) 含非苯芳香环螺芴材料及其合成和应用
CN110042487B (zh) 一种量子点/聚芳醚酮纳米复合材料及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information

Address after: 451191 No. 1 Huaihe Road, Shuang Hu Economic and Technological Development Zone, Xinzheng, Zhengzhou, Henan

Applicant after: Zhongyuan University of Technology

Address before: 451191 No. 1 Huaihe Road, Shuanghu Town Economic and Technological Development Zone, Zhengzhou City, Henan Province

Applicant before: Zhongyuan University of Technology

CB02 Change of applicant information
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant