高性能聚酰亚胺柔性发光膜材料的设计合成及其发光机制研究

This project utilizes the excellent structural designability of polyimide, and around its optoelectronic functionalization issues, proposes research topic of the design, synthesis and luminescence mechanism of high performance flexible luminescent polyimide films. To design and synthesize a series of new photoelectric functional diamine/dianhydride monomers, imide model compounds and polyimide materials with certain electronic properties and spatial effects. According to the characteristics of the chemical structure and the space structure of the polymer, combined with the experimental and theoretical calculation, on the one hand, from the view point of the charge transfer effect within the polyimide molecule, to study the influence of the chemical structure and electronic properties of the photo-functional diamine/dianhydride monomer to the photophysical behavior (absorption and emission) and optoelectronic properties of the polymer; On the other hand, from the perspective of interactions between macromolecule chains of polyimides, to study the influence of the spatial structure of diamine/dianhydride monomers and the condensed state structure of polymers to their photophysical behavior and optoelectronic performance. On this basis, to carry out the basic research on the application of surface light source lighting, flexible printed display, etc. The project has a strong application background. The research results can lay the experimental foundation and provide theoretical basis for the development of a new generation of high-performance luminescent film materials. It has important theoretical and practical significance.

本项目利用聚酰亚胺优异的结构可设计性，围绕其光电功能化问题，提出了高性能聚酰亚胺柔性发光膜材料的设计合成及其光致发光机制研究的课题。拟设计合成一系列具有一定电子特性及空间效应的新型光电功能二胺/二酐单体、酰亚胺模型化合物及其聚酰亚胺材料；针对聚合物的化学结构及空间结构特点，结合实验和理论计算研究，一方面从聚酰亚胺分子内电荷转移效应的角度研究光电功能二胺/二酐单体的化学结构及电子特性对聚合物光物理行为（吸收和发射）及光电性能的影响及规律；另一方面从聚酰亚胺大分子链间相互作用的角度研究二胺/二酐单体的空间结构及聚合物凝聚态结构对聚合物光物理行为及光电性能的影响及规律。在此基础上，探讨其在面光源照明、柔性印刷显示等领域的应用基础研究。项目具有较强的应用背景，研究成果可为新一代高性能发光膜材料的开发奠定实验基础并提供理论依据，对于拓展传统聚酰亚胺在功能材料领域的应用具有重要的理论和实际意义。

本项目利用聚酰亚胺优异的结构可设计性，围绕其光电功能化问题，开展高性能聚酰亚胺柔性发光膜材料的设计合成及其光致发光机制研究。已设计合成了一系列具有一定电子特性及空间效应的新型光电功能二胺/二酐单体、酰亚胺模型化合物及其聚酰亚胺材料；针对聚合物的化学结构及空间结构特点，开展实验和理论计算研究，一方面从聚酰亚胺分子内电荷转移效应的角度研究了光电功能二胺/二酐单体的化学结构及电子特性对聚合物光物理行为（吸收和发射）及光电性能的影响及规律；另一方面从聚酰亚胺大分子链间相互作用的角度研究了二胺/二酐单体的空间结构及聚合物凝聚态结构对聚合物光物理行为及光电性能的影响及规律。项目已较好地完成了项目计划研究内容及目标。相关研究成果在Nat Commu、Angew Chem Int Ed、Sci China Chem等材料化学领域著名期刊上发表论文23篇（标注资助），其中SCI或EI收录论文23篇，JCR一区论文14篇；获得授权发明专利13件，申请/公开发明专利8件；参加国内外学术交流会共18人次，其中国际会议邀请报告4次，国内会议邀请报告14次。项目执行期间，项目负责人成功入选第六批“万人计划”科技创新领军人才计划；培养博士后3名（出站2名）、博士8名、硕士4名，均顺利毕业并获得学位。项目取得的研究成果可为新一代高性能发光膜材料的开发奠定实验基础并提供理论依据，对于拓展传统聚酰亚胺在功能材料领域的应用具有重要的理论和实际意义。