《表3 TPA-PBO、PBO和TPA-PI的光物理性质Table 3 Optical properties of TPA-PBO、PBO and TPA-PI》

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《D-A型三苯胺-苯并噁唑聚合物的合成与性能》


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图6所示为TPA-PBO在MSA中的UV-vis吸收光谱。TPA-PBO甲磺酸溶液(c=10-5 mol/L)在460~480 nm显示强吸收带,最大吸收峰(λab,max)位于480nm处,相对于传统的PBO以及TPA,有较大的红移。原因是三苯胺基团的引入改变了聚合物主链的弯曲程度,并且三苯胺基团与苯并噁唑环的共轭作用,使得TPA-PBO聚合物的电子离域性得到了增强,吸收峰的位置发生了红移。图7是TPA-PBO在甲基磺酸中的荧光光谱图。可以看到,TPA-PBO在MSA中的最大特征发射峰(λemi,max)位于553nm处,同样出现了较大的红移。此时,发射波长位于绿光区,属于制备有机发光二极管(OLED)材料中三基色中的绿色区域。聚合物激发波长发生红移是因为三苯胺比苯环具有更强的共轭能力,因此分子链的线性共平面结构会更好,同时三苯胺单元作为电子给体,增大了相对分子质量的电子云密度,三苯胺单元和苯并噁唑环之间更易旋转的特性扩大了分子链的共轭范围,提高了电子离域性。更为重要的是,TPA-PBO的起始波长(λonset)约为549nm,根据Eg=1 240/λonset(其中Eg为禁带宽度),可计算出TPA-PBO聚合物所需的最小激发能(能隙)为2.26eV,这比传统PBO(2.79eV)[42]和相似结构的三苯胺-聚聚酰亚胺(2.84eV)[41]的能带间隙要小。这是因为空穴传输基团三苯胺与电子传输基噁唑环的能级轨道杂化,生成了新的HOMO和LUMO,降低了聚合物的能带间隙,甚至接近无机半导体材料的能带间隙(0.5~2.0eV)。这对开发低激发电压的电池材料以及光电电器件有非常重要的潜质。TPA-PBO、PBO和TPA-PI的光物理性质如表3所示。