[发明专利]一类挂TPD侧基的高分子空穴传输功能材料的制备方法及应用

说明书

技术领域

本发明属于空穴传输材料的制备方法及应用，特别涉及一种一类新型侧链含N,N,N’,N’-四芳基联苯二胺类(TPD)结构的高分子空穴传输材料的制备及应用。

背景技术

N,N,N’,N’-四芳基联苯二胺类化合物(TPD)是一类优良的有机空穴传输材料，在属于光电转化的器件中起着关键性的作用[S.Thayumanavan et al,Chemistry of Materials,9,3231(1997)]。TPD类化合物一直作为激光打印/静电复印机的核心器件有机光导鼓(OPC)电荷传输层的功能材料[P.M.Borsenberger,D.S.Weiss,Organic Photoreceptors for Xerography,Marcel Dekker,New York,1998],例如，N,N’-二苯基-N,N’-二(3-甲苯基)-1,1’-联苯-4,4’-二胺(m-TPD)、N,N’-二苯基-N,N’-二(1-萘基)-1,1’-联苯-4,4’--二胺(NPB)、N,N’-二苯基-N,N’-二(4-甲苯基)-1,1’-联苯-4,4’--二胺(p-TPD)以及N,N,N’,N’-四(4-甲苯基)-1,1’-联苯-4,4’--二胺(TTPD)等已是常用的商品化有机空穴传输材料，它们具有图1所示的一般结构。

目前有机光导鼓绝大多数是负电性的，采用功能分离型多层结构，即在导电性铝鼓基上依次涂布电荷阻挡层、电荷产生层、空穴传输层。空穴传输层由成膜性树脂与空穴传输材料构成，其制备过程是：将空穴传输材料和成膜性树脂(如聚碳酸酯)按一定比例溶解在适当溶剂中形成溶液(涂布液)，然后涂布于带有电荷产生层的铝鼓基上(可通过浸涂、喷涂或刮涂等方式)，然后干燥成膜，形成空穴传输层(HTL)。传输层应形成固溶体(固体溶液)，即传输功能材料以分子分散状态散布于成膜树脂基质中。换言之，传输材料有可能因为溶解度、与树脂相容性等因素而出现团聚、结晶或析出的情况，导致传输功能的降低甚至丧失。

在各类已知的有机空穴传输材料中，TPD是最受青睐的一类，因为它们具有优异的空穴传输能力。然而，TPD材料与基质树脂的相容性差(专业上称为工艺处理性差)。原因是TPD分子一般有较大的芳基比例(因而分子间有强烈π–π吸引作用)和较高的对称性(因而分子容易紧密堆积)，宏观表现是在有机光导鼓制备或使用贮存过程中，空穴传输层的TPD产生析出或结晶现象。如果出现这样的情况，将导致器件(有机光导鼓产品)性能的恶化甚至丧失。

发明内容

为了克服现有技术的缺点，本发明提供一种一类挂TPD侧基的高分子空穴传输功能材料的制备方法及应用，可以极大地限制TPD片段的自由移动度，降低其排列堆积的可能性，从而改进该功能材料的树脂相容性和抗结晶性。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：

本发明可以极大地限制TPD片段的自由移动度，降低其排列堆积的可能性，从而改进该功能材料的树脂相容性和抗结晶性。应用于有机光导鼓时，能够有效克服小分子TPD材料在树脂中容易析出(团聚或结晶)而使器件性能恶化甚至丧失的缺陷。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为现有技术TPD的主体结构图；

图2为本发明挂TPD侧基功能高分子的结构图；

图3为本发明P-TPD-1的合成路线和方法示意图；

具体实施方式

如图2、3所示，以P-TPD-1为例来说明空穴传输功能高分子材料P-TPD的制备方法。包括下列步骤：起始物TPD-1依次经历维斯迈尔醛化反应(中间产物1)、NaBH₄还原反应(中间产物2)以及威廉姆逊醚化反应(中间产物3)后，给出具有可聚合官能基的单体，经自由基聚合反应得到目标产物P-TPD-1(Mw＝1.4×10⁴；Tg＝106℃)。

其它的P-TPD均可通过类似途径获得，只是它们之间在分子量和Tg方面各有所差别。

上述合成反应均为常规有机合成方法，可以参考教科书和文献中相应的实验条件和操作，这里不再赘述具体的合成步骤，各步反应的进程通过例行方法如薄层色谱或气相色谱方法监测；反应完成后，产物可以采用柱层析或重结晶方式分离和纯化；产物的结构和纯度通过核磁共振谱(¹H NMR)和质谱(MS)以及元素分析进行鉴定；高分子产物还通过差热分析法(DSC)及凝胶过滤色谱法(GPC)确定玻璃化转变温度(Tg)和分子量(链节数)。