共轭聚合物是有机光电材料的重要组成部分,其具有独特的分子结构、良好的可加工性和优异的光电性能,被广泛应用于聚合物发光二极管、荧光传感器、生物医学成像等领域。传统的共轭聚合物在聚集态很容易形成π-π堆积,引起激发态能量耗散而导致荧光强度的急剧减弱,甚至彻底丧失,表现出聚集导致淬灭(ACQ)。与此相反,含有聚集诱导发光(AIE)活性单元的共轭聚合物,在聚集态可以抑制π-π堆积,极大地避免聚集态的荧光淬灭,同时由于分子内运动受限,表现出荧光显著增强的特性。基于此,大量具有聚集诱导发光特性的共轭聚合物被设计并合成出来,其中以含四芳基乙烯单元的共轭聚合物最为人们所关注。本论文提出一种利用偕位二溴烯烃的交叉偶联聚合反应合成含四芳基乙烯共轭聚合物的新方法,设计并合成了一系列含四芳基乙烯的共轭聚合物,并对其物理化学性质进行研究,论文的具体内容概述如下:(1)简要介绍了聚集诱导发光现象与机理,从四芳基乙烯小分子材料延伸到共轭聚合物材料,着重介绍了含四芳基乙烯共轭聚合物的分类、合成与应用。在此基础上,提出本文的设计思路。(2)提出以偕位二溴烯烃的Suzuki交叉偶联聚合反应合成含四芳基乙烯单元线型共轭聚合物的新方法。通过对聚合反应条件进行筛选,得到最优的反应条件,在此基础上,以不同的芳香基偕位二溴烯烃和芳基双硼酸酯聚合,得到一系列含不同四芳基乙烯单元的线型共轭聚合物。研究发现这些聚合物具有良好的热稳定性、可调的光谱性质以及典型的聚集诱导发光效应。此外,根据聚合反应中存在环化的趋势,合成并分离得到一种含有三个四苯基乙烯单元且具有聚集诱导发光活性的大环分子,并通过基质辅助激光解析电离-飞行时间质谱和核磁共振氢谱等手段表征了大环分子的结构。通过偕位二溴烯烃与芳基双硼酸酯的交叉偶联聚合反应构建线型共轭聚合物的方法,可在聚合物主链中原位引入四芳基乙烯单元,该结构单元赋予了聚合物典型的聚集诱导发光性质。新方法为设计合成新型聚集诱导发光的聚合物提供了一种简单高效的策略,有望极大地丰富聚集诱导发光材料的种类,促进相关的研究与应用。(3)同样以偕位二溴烯烃的交叉偶联聚合反应为基础,设计并合成了一系列具有不同芴单元与四芳基乙烯单元比例的中性聚合物POaFb+1和阳离子聚合物POaFb+1+。通过在聚芴中引入四芳基乙烯单元,系统研究了不同芴单元与四芳基乙烯单元比例对聚合物光谱性质特别是聚集诱导发光性质的影响。实验结果表明四芳基乙烯单元的引入使得聚合物的荧光性质由聚集导致淬灭向聚集诱导发光转变,进一步证明四芳基乙烯是一种非常高效的聚集诱导发光活性基团。通过将中性共轭聚合物侧链烷基溴季铵盐化,得到了水溶性的阳离子共轭聚合物。同时系统研究了阳离子共轭聚合物对肝素的荧光响应,发现相比于POiF1+或PO0F2+,聚合物PO0.7F1.3+,PO0.5F1.5+和PO0.3F1.7+同时存在荧光衰减响应和荧光增强响应。其中聚合物PO0.7F1.3+对肝素表现出最高的荧光响应,其检测限达到9 nM,表明其可作为一种对肝素高灵敏的荧光探针。(4)根据偕位二溴烯烃的Suzuki交叉偶联聚合反应,利用分散聚合方法制备了具有聚集诱导发光活性的线型和超支化共轭聚合物纳米颗粒。得到的两种共轭聚合物纳米颗粒具有规整的形貌,颗粒尺寸可调,且在一定初始反应单体浓度下,可获得单分散性良好的共轭聚合物纳米颗粒。两种聚合物的共轭主链是由四芳基乙烯结构单元构成,这种特征结构赋予了两种共轭聚合物良好的聚集诱导发光性质。此外,以超支化共轭聚合物P2为模型化合物,研究了其对硝基炸药化合物的分析检测,结果显示其对苦味酸的荧光响应最高,响应常数为20300 M-1,且表现出超放大淬灭效应。具有聚集诱导发光活性的单分散共轭聚合物纳米颗粒的成功制备为这类材料在自组装光子晶体和研究细胞摄取活动等方面提供了可能。(5)首次以偕位二溴烯烃的Suzuki交叉偶联聚合反应为基础,设计并合成了一系列共轭有机多孔聚合物,这类多孔聚合物结构新颖,化学性质稳定,具有良好热稳定性,且荧光光谱在近红外区域。通过氮气等温吸脱附实验测得聚合物材料的最大比表面积为728 m2/g,主要孔径分布在约2.5 nm。此外,通过微乳液聚合方法制备了可分散的共轭交联聚合物纳米颗粒,得到的纳米颗粒具有球形形貌,直径分布在200nm左右,能够分散于常见的有机溶剂中,且具有良好的热稳定性与光学性质。