[发明专利]含烯基/炔基官能团的共轭聚合物材料、点击化学可交联的组合物

说明书

技术领域

本发明涉及用于有机光电器件的有机半导体材料，特别涉及含烯基/炔基官能团的共轭聚合物材料、点击化学可交联的组合物。

背景技术

有机光电器件由于有机半导体材料可以通过溶液加工方式来制备器件，具有轻质，柔性，可低成本制备大面积器件的众多优点引起了广泛关注。为了制备高效的器件，有机光电器件通常需要多层的器件结构来提高器件的效率，但溶液加工制备多层器件需要解决有机层间层与层之间的界面混溶的难题。而采用可交联功能层是一个克服界面互溶的有效办法，但目前已有的交联方法工艺要求复杂，一般需要在高温加热或长时间紫外光照，或者两者同时进行的条件下才能实现交联，对器件性能有很大的影响(J.Mater.Chem.2008,18,4495-4509)。

巯基-烯/炔光化学反应作为点击化学中的重要种类，具有应用范围广、反应条件简单、速度快、产率高、环境友好、选择性强等诸多优点，且烯/炔基官能团引入到共轭聚合物的侧链上，其本身对结构的改变很小，基本不会影响材料固有的光电性质，只起到参与交联的作用，因此可以通过改变聚合物共轭主链的结构使其具有不同的用途，应用范围广泛。现有的巯基-烯/炔点击化学组合物多是支化程度很高，官能团数量较多的非共轭分子结构，以用于聚合物微球制备，嵌段聚合物以及高度支化聚合物等领域，这类结构基本不适用于有机光电领域。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点与不足，本发明的目的在于提供一种含烯基/炔基官能团的共轭聚合物材料。

本发明的另一目的在于提供包含上述含烯基/炔基官能团的共轭聚合物材料的点击化学可交联的组合物，在一般的有机溶剂中有良好的溶解性，并且溶液具有一定化学稳定性，反应条件简单、速度快、产率高、环境友好。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

含烯基/炔基官能团的共轭聚合物材料，具有如下结构：

其中，F为含有烯基或炔基的交联基团；A1和A2为含有苯环或噻吩衍生物的芳香基团；

R1和R2为C1～C22的直链、支链或环状链烷基；或者为具有以下结构的烷基：烷基上一个或多个碳原子被氧原子、芳基、羟基、胺基、羰基、羧基、酯基、氰基、硝基中的一种或以上官能团取代，氢原子被卤素原子氧原子、芳基、羟基、胺基、羰基、羧基、酯基、氰基、硝基中的一种或以上官能团取代；

0<x≤1，0≤y<1，x+y＝1；n为聚合度。

所述A1和A2为芴、咔唑、硅芴、苯并二噻吩、苯、噻吩、并噻吩、噻吩并环戊二烯、噻吩并噻咯、噻吩并吡咯二酮、吡咯并吡咯二酮、吲哚芴、吲哚咔唑中的一种以上；或为以上结构的衍生物中的一种以上。

所述A1和A2的结构为如下结构中的任意一种；或为如下结构的衍生物中的任意一种：

所述F为以下结构的任意一种:

点击化学可交联的组合物，包括上述的含烯基/炔基官能团的共轭聚合物材料和具有巯基官能团的交联剂；所述具有巯基官能团的交联剂的分子结构中具有两个以上具有反应活性的巯基；组合物中烯基/炔基官能团与巯基官能团的摩尔比为1:0.7～0.9。

所述具有巯基官能团的交联剂为以下结构中的任意一种：

所述的点击化学可交联的组合物，还包括光引发剂，其用量一般占组合物质量的0％～5％之间，具体用量因不同引发剂活性不同有所差异。

所示光引发剂为苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦和2-羟基-2-甲基-1-苯基-1-丙酮的混合物，或为安息香二甲醚。

所述的点击化学可交联的组合物，在光照或加热条件下，所述点击化学可交联的组合物发生交联反应，形成不溶不熔的聚合物互穿网络薄膜。

本发明的点击化学可交联的组合物，在光照或者加热的条件下能发生自由基链增长反应，其反应机理如下：

巯基-烯反应：当紫外光辐照时，引发剂吸收光子裂解形成自由基，自由基从附近的硫醇化合物的巯基夺取一个氢，硫醇转换为巯基自由基,巯基自由基进攻富电子双键发生自由基加成反应，并在硫醇分子的参与下完成巯基-烯光化学反应，最后是典型的聚合反应终止过程。