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聚对亚苯基亚乙烯类荧光聚合物微球的制备

作　者: 王尚丽
导　师: 范丽娟
学　校: 苏州大学
专　业: 应用化学
关键词: 荧光微球共轭高分子荧光强度 Wessling法静电吸附热消除
分类号: O631.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

荧光微球一般指直径在纳米级至微米级范围内,表面或者内部负载有荧光物质,受外界能量刺激能激发出荧光的固体微粒。作为荧光微球负载物质之一,荧光共轭高分子备受关注。其相比于小分子荧光物质而言,其优点之一可以通过合成不同结构的主链或侧基,以及调整聚集态结构来达到对共轭高分子荧光性能的调节,从而满足共轭高分子荧光微球荧光性能的多样性;其优点之二是共轭高分子又被称为“分子导线”,外界干扰对其电子能态的影响可以在大分子主链上有效传递,从而导致其荧光性能对外界刺激的敏感程度大大高于小分子发色团。另外,共轭高分子聚集体有可能实现电子和能量在三维空间迁移,从而获得更佳的传感和检测效果。不同于已报道的共轭高分子为负载物的荧光微球的制备方法,本研究提出了一种新的方法制备聚对亚苯基亚乙烯（PPV）类荧光聚合物微球。采用典型的Wessling毓盐聚合物前驱体法合成PPV前驱体;将毓盐前驱体通过静电作用吸附在表面带有负电荷的高分子微球上;控制一定的实验条件在微球表面生成共轭的高分子主链,从而制得具有荧光性能的微球。通过TGA、红外、紫外、荧光等手段对其性能进行表征,同时研究不同实验条件对荧光微球荧光性能的影响。本论文研究的荧光微球的荧光负载物质为聚对亚苯基亚乙烯（PPV）类物质,主要包括PPV及其衍生物PPV-OC₁₂H₂₅。（1）针对PPV-OC₁₂H₂₅作为荧光微球的荧光负载物质的体系,本文主要是将单体通过Wessling毓盐聚合物前驱体法合成PPV前驱体柔性链段,再通过热消除反应将其转变为具有刚性共轭链段的PPV-OC₁₂H₂₅。由于PPV-OC₁₂H₂₅的单体、聚合物前驱体及聚合物的溶解性都相对较好,这方便了对它们的表征和光学性能的测试以及对不同条件下制备出的聚合物的性能研究。探讨加热的温度对PPV-O C₁₂H₂₅荧光性能的影响,并且将不同热消除温度下制备的PPV-OC₁₂H₂₅聚合物分别制备成THF溶液、dropcasting和spincoating成膜,研究其荧光性能变化。再将PPV-OC₁₂H₂₅前驱体静电吸附到表面带有负电荷的二乙烯基苯交联的聚苯乙烯微球表面,通过热消除使微球表面的前驱体转变为PPV-OC₁₂H₂₅聚合物,从而得到荧光微球。（2）针对无侧基取代的PPV作为荧光微球的荧光负载物质的体系,将PPV前驱体通过静电作用吸附到微球表面,通过热消除最终获得均匀的具有稳定荧光发射的微球。通过多种测试手段,如热分析、紫外、红外、荧光、荧光显微镜和流式细胞仪等对荧光微球进行表征;研究热消除时间及温度的变化对荧光微球的荧光性能的影响;考虑到PPV荧光微球中暴露在外面的共轭高分子链段受到光影响而发生光漂白现象,用layer-by-layer方法在微球表面聚丙烯酸钠层,以避免环境中可能存在的杂质对荧光的淬灭作用或是光漂白作用,形成PPV共轭高分子层的保护层。

聚对亚苯基亚乙烯类荧光聚合物微球的制备

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