[發(fā)明專利]一種兩親性共軛聚合物及其制備方法與應(yīng)用

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910505900.4
• 申請(qǐng)日: 2019-06-12
• 公開（公告）號(hào): CN110229314A
• 公開（公告）日: 2019-09-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賴文勇;薛軼博;李祥春;黃維
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京郵電大學(xué)
• 主分類號(hào): C08G61/12
• 分類號(hào): C08G61/12;H01L51/46
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 張婷婷

1.一種兩親性共軛聚合物，其特征在于，該聚合物為萘酰亞二胺NDI、苯并二噻吩、兩親性基團(tuán)取代的萘酰亞二胺共聚合而得到的萘酰亞二胺聚合物衍生物，具有如下式I所示的通式結(jié)構(gòu)：

其中m、n取整數(shù)，且3≤m≤100，3≤n≤100；R₁為寡聚聚乙二醇，*為連接位置，R₂、R₃為C₁～C₃₀的直鏈烷基、支鏈烷基或烷氧基鏈中的一種；N為氮原子，O為氧原子，S為硫原子。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種兩親性共軛聚合物，其特征在于，所述的R₁為寡聚聚乙二醇OEG，選自下式II所示的結(jié)構(gòu)中的一種：

其中，x為聚合度，且3≤x≤10，*為連接位置。

3.一種如權(quán)利要求1所述的兩親性共軛聚合物的制備方法，其特征在于，該聚合物由二溴萘酰亞二胺NDI、烷基錫取代苯并二噻吩、兩親性基團(tuán)取代的二溴萘酰亞二胺共聚合而成，該方法包括以下步驟：

1)在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，將烷基錫取代苯并二噻吩、二溴萘酰亞二胺加入到反應(yīng)管中，然后加入催化劑Pd₂(dba₃)₃、配體P(o-tol)₃；

2)將兩親性基團(tuán)取代的二溴萘酰亞二胺用無水甲苯溶劑配成濃度為8～20mg/mL的甲苯混合溶液，通5～30min氮?dú)獬鯕猓?/p>

3)反應(yīng)管中加入步驟2)所得的甲苯混合溶液，再加入無水甲苯溶劑，90～125℃攪拌加熱32～48h，結(jié)束后加入2-溴噻吩繼續(xù)反應(yīng)6～8h，然后加入2-丁基錫噻吩反應(yīng)6～8h封端；。

4)反應(yīng)結(jié)束后，將步驟3)中反應(yīng)結(jié)束的混合物滴入100～400mL甲醇溶劑中攪拌沉降，然后抽濾得到固體，使用索式提取裝置純化，依次分別用甲醇、丙酮、正己烷、氯仿索氏提取，在氯仿組分中加入Pd-silla球形硅膠，40～70℃攪拌4～24h，過濾，濃縮，再滴入甲醇溶液攪拌沉降，抽濾，干燥得到終產(chǎn)物Ⅰ。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種兩親性共軛聚合物的制備方法，其特征在于，步驟3)中反應(yīng)物烷基錫取代苯并二噻吩單體的摩爾數(shù)與無水甲苯溶劑的體積比為1mmol：1.5mL～2mL。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種兩親性共軛聚合物的制備方法，其特征在于，步驟2)中，所述兩親性基團(tuán)取代二溴萘酰亞二胺與催化劑Pd₂(dba₃)₃、配體P(o-tol)₃、烷基錫取代苯并二噻吩單體的摩爾比為1：0.02～0.08：0.08～0.25：1～1.5。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種兩親性共軛聚合物的制備方法，其特征在于，步驟3)中，所述烷基錫取代苯并二噻吩與2-溴噻吩的摩爾比為1：1～3，烷基錫取代苯并二噻吩與2-丁基錫噻吩的摩爾比為1：1～3。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種兩親性共軛聚合物的制備方法，其特征在于，步驟3)中，所述二溴萘酰亞二胺與兩親性基團(tuán)取代二溴萘酰亞二胺的摩爾比為1：0.05～19。

8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種兩親性共軛聚合物的制備方法，其特征在于，步驟1)中，兩親性基團(tuán)取代二溴萘酰亞二胺的制備方法為：在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，將二溴萘-四羧酸二酐溶解在冰醋酸中，加入氨取代寡聚聚乙二醇，80～140℃回流，攪拌加熱8～12h，經(jīng)萃取、干燥、柱層析純化得到產(chǎn)物兩親性基團(tuán)取代二溴萘酰亞二胺；所述二溴萘-四羧酸二酐與氨取代寡聚聚乙二醇的摩爾比為1：1～1.5，1mol二溴萘-四羧酸二酐溶于5～10mL冰醋酸。

9.一種如權(quán)利要求1至3任一所述的兩親性共軛聚合物的應(yīng)用，其特征在于，該材料作為有機(jī)太陽能電池活性層材料或添加組分應(yīng)用于聚合物太陽能電池器件。