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常州大學楊宏軍、蔣必彪/華南理工大學張廣照 Macromolecules：陰離子雜化共聚反應制備長壽命、非共軛室溫磷光聚合物
2023-07-20  來源：高分子科技

  雜化共聚(Hybrid Copolymerization)是將含不同可聚合基團的2種或2種以上單體共聚成同一條鏈。然而，具有不同可聚合基團的單體的聚合機理也不同，反應活性相差很大，因此雜化共聚極具挑戰(zhàn)性。2012年，正在中國科大跟攻讀博士學位的楊宏軍與其導師張廣照首次報道了陰離子雜化共聚反應。該反應是乙烯基加成聚合和開環(huán)聚合反應的雜交融合，聚合的活性中心為陰離子，為雜鏈聚合物的合成提供了全新的化學合成思路。


  近日，常州大學楊宏軍、蔣必彪團隊與華南理工大學張廣照教授再次合作，通過陰離子雜化共聚反應制備了長壽命、非共軛室溫磷光聚合物（RTP）。眾所周時，一些不含共軛結構，而僅具有雜原子的非傳統(tǒng)發(fā)光化合物具有RTP發(fā)射。然而，這類聚合物的RTP發(fā)射顏色不可調，且壽命較短。制備長壽命、高量子產率且余輝顏色可調的非共軛室溫磷光聚合物是一個巨大的挑戰(zhàn)。鑒于此，作者從聚合反應的源頭出發(fā)，借助縮水甘油（GL）與多種乙烯基單體的陰離子雜化共聚反應，一步法制備了功能化的支化聚醚（HPEs）。該聚合物不僅可協(xié)調發(fā)射全色域的熒光，而且具有室溫磷光性能。 


圖1. (A) 陰離子雜化共聚制備末端酰胺功能化支化聚醚示意圖；(B) HPEs的熒光激發(fā)-發(fā)射二維譜圖；(C) HPEs被不同波長光源激發(fā)時的熒光照片。


  作者進一步用硼酸（BA）交聯(lián)HPEs后發(fā)現(xiàn)，交聯(lián)聚合物HPE-BAs的磷光壽命最高可達2.40 s，量子產率高達26.5%。不僅如此，該聚合物的磷光仍具有激發(fā)波長依賴性，改變其激發(fā)波長，其余輝顏色可從藍色變化至黃紅色。 


圖2.(A) HPE-BAs薄膜的制備過程示意圖；(B) 交聯(lián)前后的RTP聚合物(HPEs和HPE-BAs)的磷光壽命；(C) HPE-BAs的熒光和余輝照片；(D) HPE-BAs的磷光激發(fā)-發(fā)射二維譜圖及其被不同波長光源激發(fā)后的余輝照片。


  HPE-BAs的磷光發(fā)射具有顯著的溫度和濕度雙重響應，因此可用于信息加密領域。研究發(fā)現(xiàn)，該材料用于信息加密后具有優(yōu)異的穩(wěn)定性和可重復性。 


圖3. (A) 循環(huán)吸濕和干燥后余輝時間變化及余輝殘余隨時間變化曲線(上)，HPE-BAs濕度響應加密應用(下)；(B)溫度響應加密應用。


  文章第一作者為常州大學在讀博士研究生左永康。聊城大學王考進為本工作做了重要貢獻。


  文章鏈接：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.macromol.3c01088

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（責任編輯：xu）
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