[发明专利]互穿结构聚苯胺/碳纳米管复合纳米纤维材料制法及应用

说明书

技术领域：

本发明涉及一种互穿结构聚苯胺/碳纳米管复合纳米纤维材料制法及应用。

背景技术：

在有机聚合物蓝光材料中，有机聚芴及其衍生物由于具有荧光量子效率高、热稳定性好等优良的综合性能而作为最有前景的蓝光材料被广泛研究，然而有机聚烷基芴作为蓝光材料制作的器件，存在的最大缺陷是在器件长时间工作或受热情况下，在530~540nm出现长波长发光，发光颜色从纯蓝色转变为蓝绿色，从而导致色纯度下降。

关于有机聚芴的长波发射起源问题，早期有人认为是由于有机聚芴链间的聚集而形成激子发射、即绿光峰为激子发射峰；而最近更多研究者则倾向于由于氧化的原因，聚芴的C-9位变成芴酮，绿光峰为芴酮的发射峰。为了解决芴的长波发射问题，Scherf U等提出了引入大体积位阻单元对有机聚芴进行封端的策略；Müllen等采取了有机聚芴的C-9位树枝化的策略；黄维等提出通过螺二芴来抑制链间聚集以达到高效稳定的蓝光发射。另外在共轭有机聚合物主链中引入扭曲结构也是抑制聚芴长波长发光的有效方法，例如接入3,6-咔唑、3,6-硅芴和二苯并噻吩等。曹镛等报道了以烷基芴和扭曲结构的3,9-咔唑交替共聚物作为发光材料，所制备的相应器件有效地抑制了长波长发光，获得了高效稳定的蓝光。

Scherf U等将芴同三苯胺共聚，合成了双极性的材料（PFA-OXD），该聚合物显示了很好的热稳定性能，Tg高达306℃，HOMO能级达到-5.2eV，器件ITO/PEDOT/PFA-OXD/TPBI/镁:银的CIE色坐标为（0.13，0.14），最大亮度7128 cd/m²，电流效率达到2.07 cd/A。

发明内容：

本发明的目的是提供一种互穿结构聚苯胺/碳纳米管复合纳米纤维材料制备方法及应用。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种互穿结构聚苯胺/碳纳米管复合纳米纤维材料的制备方法，该方法包括：合成聚苯胺，采用Suzuki偶合反应，利用已获得N,N-双(4-溴苯基)-4-(4-苯氧基)苯胺单体合成聚[2,7-(9,9-二辛基芴)-交替-N-苯基-N-(4-苯氧基苯基)苯胺]；制备可溶性碳纳米管；将获得的聚苯胺和碳纳米管溶解在溶剂中，利用高压静电纺丝技术制备互穿结构聚苯胺/碳纳米管复合纳米纤维材料，制备互穿结构复合纳米纤维材料的电致发光器件。

所述的互穿结构聚苯胺/碳纳米管复合纳米纤维材料的制备方法，所述的合成聚苯胺的反应式如下式所示：

，

提纯获得的N,N-双(4-溴苯基)-4-(4-苯氧基)苯胺（Mon）单体并与9,9-二辛基芴-2,7-二硼酸顺（1,3-丙二醇）酯进行聚合获得聚[2,7-(9,9-二辛基芴)-交替-N-苯基-N-(4-苯氧基苯基)苯胺]；

具体步骤为：以精制甲苯为溶剂，其中，1mmol苯胺单体加入甲苯10～25mL，采用9,9-二辛基芴-2,7-二硼酸顺（1,3-丙二醇）酯和单体Mon，按照摩尔比为1:1.0～1:1.1加入，加入比例为1:25～1:30的钯催化剂Pd(PPh₃)₄，所述的钯催化剂Pd(PPh₃)₄与9,9-二辛基芴-2,7-二硼酸顺（1，3-丙二醇）酯的比例为1:25～1:30，加入与甲苯等体积的2～3M的碳酸钠溶液，在高纯氩气或氮气保护下，通过Suzuki偶合反应制备含芴的聚苯胺。

所述的一种互穿结构聚苯胺/碳纳米管复合纳米纤维材料的制备方法，所述的将获得的聚苯胺和碳纳米管溶解在溶剂中，加入可溶性碳纳米管，含量为0.5~10.0%（wt.%），在10~30℃条件下，利用高压静电纺丝技术，调节纺丝电压为10～30kV，发射电极和接收电极之间的距离为5～30cm，利用微量注射泵控制液体的流量，即可在接收电极上获得聚苯胺/碳纳米管复合纳米纤维材料，纳米纤维材料的平均直径为100～700nm；纤维长度为20μm～20cm。