一种聚(9，9-二正辛基芴基-2，7-二基)纳米颗粒的制备方法技术

本发明专利技术涉及本发明专利技术涉及一种聚(9，9

【技术实现步骤摘要】
一种聚(9，9
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二正辛基芴基
‑
2，7
‑
二基)纳米颗粒的制备方法


[0001]本专利技术涉及一种聚(9，9
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二正辛基芴基
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2，7
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二基)纳米颗粒的制备方法，属于有机功能小分子半导体单晶材料的制备


技术介绍

[0002]共轭半导体聚合物因其在光电应用中的巨大潜力而引起了极大的关注，比如在有机发光二极管(OLED)、太阳能电池、低阈值激光器等方面。聚(9，9
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二正辛基芴基
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2，7
‑
二基)(PFO)是一种常用的蓝色发光半导体聚合物。该聚合物具有多种相态，包括半结晶α和α'相、亚稳态β相、向列相、非晶相和γ相。β相与上述的其他非晶相相比，因PFO链段的共轭长度增加，导致带隙降低。因此，β相PFO可以在共轭网格中形成高度有序的电荷载流子的通路，有利于提高电荷载流子的迁移率。
[0003]PFO的β相在所有的相态中，具有最高的光致发光量子产率。因此，高比例的β相有利于提高发光器件的发光效率。另外，因β相PFO分子的最高占据分子轨道(HOMO)与其他非晶相相比有所提高，从常用的阳极材料(例如聚(3,4
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乙撑二氧噻吩)：聚(苯乙烯磺酸盐)(PEDOT:PSS))注入正电荷(空穴)与涉及非晶态的情况相比具有较低的能垒。因此，β相更加有利于OLED的应用。
[0004]虽然利用化学合成方法，通过改变分子结构中的烷基取代基可以促进β相的形成，但合成过程相对繁琐和费时。相比之下，不借助化学合成的方法，PFO薄膜中的β相可以通过从不良溶剂或沸点相对较高的良溶剂中旋涂来轻松实现。另外，借助挥发性溶剂退火的办法，PFO薄膜中的β相含量也会大幅度提高。但是，上述这两种制备方法仅仅适用于PFO薄膜中的β相含量调控，而对PFO纳米颗粒不适用，极大限制了PFO纳米颗粒的应用。PFO除了可以在薄膜中形成外，还可以直接形成于溶液中，但其聚集体的形貌和尺寸不易调控。
[0005]因此，亟需一种简便、能耗低、高含量β相聚(9，9
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二正辛基芴基
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2，7
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二基)纳米颗粒的制备方法。

技术实现思路

[0006]针对现有技术的不足，本专利技术提供一种聚(9，9
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二正辛基芴基
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2，7
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二基)纳米颗粒的制备方法。
[0007]本专利技术的方法采用微乳液蒸发法，通过挥发聚合物的乳液液滴中的有机溶剂，最终得到了PFO的纳米颗粒，促进了PFO纳米颗粒中β相的生成；并且纳米颗粒中的β相含量，可以通过掺杂不同分子量的聚苯乙烯(PS)或者改变粒径大小来调控。该方法具有高效、低成本、易于工业化的特点，并且通过该方法制备的纳米颗粒具有形貌可调的优势。
[0008]本专利技术的聚(9，9
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二正辛基芴基
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2，7
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二基)以下简称PFO。
[0009]聚苯乙烯以下简称PS。
[0010]本专利技术是通过如下技术方案实现的：
[0011]一种聚(9，9
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二正辛基芴基
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2，7
‑
二基)纳米颗粒的制备方法，包括步骤如下：
[0012](1)将PFO和/或PS聚合物溶解于有机溶剂中，混合均匀，得到浓度为1
‑
100mg/mL的聚合物溶液；
[0013](2)将步骤(1)的聚合物溶液与乳化剂溶液混合，搅拌0.5
‑
3h，得到聚合物微乳液；
[0014](3)在冰浴下对步骤(2)的聚合物微乳液进行超声处理，形成水包油乳液液滴；
[0015](4)将步骤(3)的水包油乳液液滴以100
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800rpm的搅拌速度在室温下敞开放置1
‑
12h，缓慢蒸发有机溶液；待有机溶剂挥发完后，即得高含量β相PFO纳米颗粒。
[0016]根据本专利技术优选的，步骤(1)中所述的有机溶剂为三氯甲烷、甲苯或二氯甲烷；
[0017]根据本专利技术优选的，步骤(1)中，所述聚合物为PFO和PS的混合物，PS与PFO的质量比为1：(1
‑
20)。
[0018]根据本专利技术优选的，步骤(1)中，聚合物溶液的浓度为3
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70mg/mL。
[0019]根据本专利技术优选的，步骤(1)中，PFO的重均分子量Mw＝86kg/mol。
[0020]根据本专利技术优选的，步骤(1)中，PS的重均分子量Mw＝1
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1700kg/mol。
[0021]根据本专利技术优选的，步骤(2)中，乳化剂溶液为浓度为0.5
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30mg/mL的十二烷基硫酸钠(SDS)水溶液或四聚丙烯苯磺酸钠水溶液。
[0022]进一步优选的，乳化剂溶液浓度为1
‑
20mg/mL的十二烷基硫酸钠(SDS)水溶液。
[0023]根据本专利技术优选的，步骤(2)中，聚合物溶液与乳化剂溶液混合的体积比为(1
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10)：(5
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20)。
[0024]根据本专利技术优选的，步骤(2)中，搅拌速度为500
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1250rpm，搅拌时间为0.3
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1h。
[0025]根据本专利技术优选的，步骤(3)中，超声处理时间为1
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10min。
[0026]进一步优选的，步骤(3)中，超声处理时间为1
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3min。
[0027]根据本专利技术优选的，步骤(3)中，超声处理具体为：使用配备有1/2”尖端的Branson W450
‑
D超声仪在脉冲状态中对微乳液进行70％振幅的超声处理，处理过程中30秒超声处理，10秒暂停，循环进行。
[0028]根据本专利技术优选的，步骤(4)中搅拌速度为700
‑
1000rpm，放置时间为5
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12h。
[0029]本专利技术选用十二烷基硫酸钠(SDS)水溶液或四聚丙烯苯磺酸钠水溶液，为无毒的阴离子表面活性剂，可以使聚合物形成稳定水包油的乳液液滴。
[0030]本专利技术的原理：
[0031]本专利技术的制备方法中，伴随微乳液液滴中氯仿的蒸发，降低的溶剂蒸发速度和聚合物在纳米液滴中受到的机械应力，导致PFO分子结构趋于平面，从而有利于在纳米颗粒中形成较高含量的β相。在水包油液滴中，PFO可以自由移动，并且由于π
‑
π相互作用，PS的存在促进PFO分子结构的平面化。此外，伴随着乳液液滴中溶剂的蒸发，PFO和PS两种不同聚合物的收缩和膨胀系数的不匹配，导致PFO比在纯PFO纳米颗粒中，在复合纳米颗粒中受到更强的机械应力，从而促进更高含量的β相生成。因此，相比纯PFO纳米颗粒，β相P本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚(9，9
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二正辛基芴基
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2，7
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二基)纳米颗粒的制备方法，包括步骤如下：(1)将PFO和/或PS聚合物溶解于有机溶剂中，混合均匀，得到浓度为1
‑
100mg/mL的聚合物溶液；(2)将步骤(1)的聚合物溶液与乳化剂溶液混合，搅拌0.5
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3h，得到聚合物微乳液；(3)在冰浴下对步骤(2)的聚合物微乳液进行超声处理，形成水包油乳液液滴；(4)将步骤(3)的水包油乳液液滴以100
‑
800rpm的搅拌速度在室温下敞开放置1
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12h，缓慢蒸发有机溶液；待有机溶剂挥发完后，即得高含量β相聚(9，9
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二正辛基芴基
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2，7
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二基)纳米颗粒。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的有机溶剂为三氯甲烷、甲苯或二氯甲烷。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述聚合物为PFO和PS的混合物，PS与PFO的质量比为1：(1
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20)。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，聚合物溶液的浓度为3
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70mg/mL，PFO的重均分子量Mw＝86kg/mol，PS...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵兴娟，贾曰辰，
申请(专利权)人：山东建筑大学，
类型：发明
国别省市：