荧光高分子材料

荧光高分子材料荧光高分子材料介绍•高分子荧光材料是将荧光物质（芳香稠环、电荷转移络合物以及金属粒子）引入高分子骨架的功能高分子材料。高分子荧光材料都为含有共轭结构的高聚物材料。荧光材料在工农业生产和科学研究方面有着广泛的应用。荧光物质分类•1.芳香稠环化合物•2.分子内电荷转移化合物•3.金属配合物荧光染料芳香稠环化合物•1高分子骨架上连接了芳香稠环结构的荧光材料，应稠环芳烃具有较大的共轭体系和平面刚性结构，从而具有较高的荧光量子效率。其中广泛应用的是芘的衍生物，如下图合成方法聚芘的合成方法可以通过先制备单体，然后在BEFF中电化学制备而得到所需聚合物，芘及其衍生物聚合物主要应用于激光领域。共轭结构的分子内电荷转移化合物•1.两个苯环之间以-C=C-相连的共轭结构的衍生物如图吸收光能激发至激发态时，分子内原有的电荷密度分布发生了变化。这类化合物是荧光增白剂中用量最大的荧光材料，常被用于太阳能收集和染料着色。（2）香豆素衍生物在香豆素母体上引入胺基类取代基可调节荧光的颜色，它们可发射出蓝绿岛红色的荧光，已用作有机电致发光材料。但是，香豆素类衍生物往往只在溶液中有高的量子效率，而在固态容易发生荧光猝灭，故常以混合掺杂形式使用。（3）吡唑啉衍生物它们均可在吸收光后分子被激发、进而引起分子内的电荷转移而发射出不同颜色的荧光，均有较高的荧光效率。(4)1，8—萘酰亚胺•这类荧光材料色泽鲜明，荧光强烈，以被广泛用作荧光染料和荧光增白剂、金属荧光探伤、太阳能收集器、液晶显色、激光以及有机光导材料之中。•若在其中引如磺酸基、羧基、季铵盐，则可以制得水溶性荧光材料。若引入芳基或杂环取代基，则能有效地提高荧光效率，同时使荧光光谱向长波方向偏移。(5)蒽醌衍生物•蒽醌类荧光分子是以蒽醌为中间体制得的，具有良好的耐光、耐溶剂性能，稳定性较好，也具有较高的荧光效率。(6)罗丹明类衍生物•罗丹明是由荧光素开环得到的，两者都是黄色染料并都具有强烈的绿色荧光，广泛应用欲生命科学当中。罗丹明系列的荧光材料绝大部分是以季铵盐取代原来的羟基位置而得。3.金属配合物荧光染料1.掺杂型高分子稀土荧光材料2.键合型高分子稀土荧光材料掺杂型高分子稀土荧光材料把有机稀土小分子配合物通过溶剂溶解或熔融共混的方式掺杂到高分子体系中，一方面可以提高配合物的稳定性，另一方面还可以改善其荧光性能，这是由于高分子共混体系减小了浓度效应的结果。键合型高分子稀土荧光材料键合型高分子稀土荧光材料先合成含稀土配合物的单体，然后用均聚或共聚方法得到配体与高分子骨架通过共价键连接的高分子稀土荧光材料，甲基丙烯酸酯、苯乙烯等是常用的单体。如图所示：NNCH3CH=CH2EuLn合成方法1.先配位后聚合。稀土配合物共聚高分子—先合成稀土配合物单体,然后均聚或共聚制得有机金属聚合物,即先配合后聚合,用这种方法制得的荧光材料中稀土离子分布均匀、不成簇,因而稀土金属含量较高的时候仍能保持荧光强度随着稀土含量增大而线性递增,不出现浓度碎灭现象,并且可以制得透明性好的材料。2.先聚合后配位，稀土高分子配合物—先制备含有特定官能团如羧基、磺酸基的高分子,然后用稀土化合物与之反应。可以制得更多种类的荧光材料以满足不同需要,而且引入小分子配体可以使稀土离子的配位数趋于满足从而制得荧光强度较高、分子量高的稀土高分子聚合物常见高分子发光材料聚对苯乙烯在14伏电压下发出黄绿色光，是目前科研最多的一类导电高分子发光材料。聚噻吩3-烷基取代的聚噻吩制得的可以发红光的单层PLED。聚芴研究最广泛的蓝光聚合物。其他公个高分子材料都有类似半导体材料那样的性能，也可以作为点至发光材料。荧光高分子的应用前景展望•随着高分子荧光材料的需求逐渐变大，我国需要研究新型高分子荧光材料，稀土高分子荧光材料成了新的热点。稀土元素是21世纪具有战略地位的元素,稀土光致发光材料的研究开发与应用是国际竞争最激烈也是最活跃的领域之一。中国是稀土资源最丰富的国家(以金属计估计有3.6x1O7t),我们的目标就是要将资源优势转化为经济优势。要实现这一目标,根本出路在于提高我国稀土光致发光材料产业自身高科技的应用水平,提高稀土光致发光材料的产品质量,并进一步开发稀土新材料在光致发光领域的应用技术。有效地利用稀土,制造出具有高附加值的高新技术产品,对我国的经济发展都将具有积极的推动作用。