含非典型性荧光生色团的发光高分子的设计合成、微结构控制与发光机理研究

经典的荧光高分子含有苯环、噻吩、芴之类的大pi结构的典型荧光生色团。最近发现一些不含大pi共轭基元的聚合物如聚酰胺-胺、超支化聚叔胺、醋酸乙烯酯-马来酸酐共聚物等在固态下也能有效发荧光，而这些聚合物仅含有酸酐、胺基酰胺、叔胺等"非典型性"生色团。这种发光行为引起人们极大兴趣，但未见有针对性的高分子设计与合成的系统研究，荧光与高分子链的聚集状态和微结构的关系还不清楚。本项目提出如下研究思想：1）这是非典型性生色团聚集诱导的荧光发射；2）这种荧光发射与单位体积内聚集的非典型性生色团数目（有效聚集数）相关；3）荧光产生与生色团的偶极排列有关。以此思想为指导，选择适当的非典型性生色团制备单体，通过可控聚合得到链结构、聚集态结构明确的聚合物，揭示荧光的产生与高分子链的聚集状态和材料微结构的关系，阐明发光原理，为新型发光高分子的制备提供理论指导。

本项目以聚酰胺胺(PAMAM)为典型体系，通过控制PAMAM的分子量、调节PAMAM中脂肪胺单元的结构、增多叔胺基团的比例、引入手性中心、增强超支化PAMAM外围修饰基团的疏水性能的等多项措施，在系统研究的基础上，贯彻了本项目申请时提出的研究思路，并验证了一些基本假设。1）进一步确认了这类聚合物发光来源于脂肪胺（特别是叔胺）和酰胺这样的非典型性生色团的聚集；2）荧光发射与单位体积内聚集的非典型性生色团数目相关； 3）在本研究所用极化条件下，荧光产生与生色团的偶极排列关系甚微；这一点和项目申请时预期的情况不同。三年来发表标注项目资助号的论文19篇，协助培养博士研究生8名（其中4名毕业），硕士研究生6名（其中3名毕业）；参加国际学术会议三次，其中做分会主题邀请报告1次，做分会主题摘要报告（兼作墙报）2次。