含1,3,4-噁二唑三齿配位结构聚酯的稀土金属配位聚合物的合成及性能

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以2,6-吡啶二甲酸为原料,经过酯化、氨解、二硫化碳关环以及取代反应合成了单体4—2,6-二(2-乙酸甲酯基硫醚-1,3,4-噁二唑)-吡啶(4)。单体4和1,6-己二醇采用熔融聚合法进行反应,合成了具有三齿配位性能的聚酯P。以聚酯P为第一配体,8-羟基喹啉为第二配体,与稀土金属离子以2:1:1的比例进行配位,成功合成了4种含1,3,4-噁二唑、吡啶和喹啉结构新型稀土金属配位聚合物P-Sm-Q、P-Eu-Q、P-Tb-Q和P-Dy-Q。利用IR、UV-vis、1H NMR、MS、GPC、元素分析、TG以及荧光光谱对其结构和性能进行了表征。聚酯P的Mw为11240g/mol,PDI为2.14。IR、1H NMR及元素分析表明,稀土金属配位聚合物结构中聚酯P、8-羟基喹啉与稀土金属离子的比例为2:1:1。稀土金属配位聚合物P-Sm-Q、P-Eu-Q、P-Tb-Q、P-Dy-Q具有良好的溶解性,易溶于DMF、DMSO、DMAc和NMP等常用的有机溶剂,便于加工成型。通过对稀土金属配位聚合物的TG测试表明,5%失重温度为172.7-208.6℃。其失重分为两步进行,第一阶段最大失重温度为347.7-394.2℃,此时的失重率为11.2-11.6%,此时失去一分子8-羟基喹啉;第二阶段的最大失重温度为600.2-639.2℃,此阶段为聚酯P主链裂解,最大失重温度时的焦炭和稀土金属残余率为42.8-43.9%,表明所合成的4种稀土金属配位聚合物具有较好的热力学稳定性。通过对4种稀土金属配位聚合物DMF溶液的荧光发射光谱研究表明,合成的稀土金属配位聚合物具有较好的荧光性能,在550nm左右处出现荧光发射峰,发射黄绿色光,并且在598nm、619nm、554nm和482nm处出现Sm3+、Eu3+、Tb3+、Dy3+的特征荧光发射峰,并且荧光强度较强,铕离子发红色荧光,铽离子发绿色荧光,钐离子发橘红色荧光,镝离子发射蓝绿色荧光。聚酯具有易加工成型、较好的热力学稳定性等优点,将稀土金属引入聚酯结构中,可以获得一类聚合物稀土配合物发光材料,它的综合性能更加优异。本文合成的4种稀土金属配位聚合物具有良好的溶解性、热力学稳定性和荧光性能,在光电功能高分子领域具有潜在的应用前景。
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