含功能性季铵盐三苯胺聚合物的合成与电致变色和非易失性记忆性能.pdf

Vol.37 高等 学校 化 学 学报 No.1 2016年1月 摇 摇 摇 摇 摇 摇 CHEMICALJOURNAL OF CHINESE UNIVERSITIES摇 摇 摇 摇 摇 摇 149~154 doi:10.7503/ cjc 摇 摇 含功能性季铵盐三苯胺聚合物的合成与 电致变色和非易失性记忆性能 梁摇 宇,王本福,张摇 茜,白续铎,王艳秋,任德才,牛海军 (黑龙江大学化学化工与材料学院,高分子材料与工程系, 功能无机材料教育部重点实验室,哈尔滨 150080) 摘要摇 通过4鄄(4鄄氨基苯氧基)吡啶与4,4忆鄄二溴二苯醚或1,4鄄二溴苯的偶合反应(Buchwald鄄Hartwig),得到聚 [(4鄄(吡啶鄄4鄄氧基)鄄p鄄苯氧基]三苯胺或聚[4鄄(吡啶鄄4鄄氧基)]三苯胺,再与3鄄(氯甲基)鄄5鄄[4鄄(三氟甲基)苯 基]鄄1,2,4鄄噁二唑进行季铵化反应,得到含功能性季铵盐三苯胺聚合物:聚[N鄄对苯氧基鄄N鄄[4鄄O鄄[2鄄对三氟 甲基苯基鄄(4鄄氯化吡啶盐)噁二唑]基]三苯胺(PTP3FQ)和聚[N鄄[4鄄O鄄[2鄄对三氟甲基苯基鄄(4鄄氯化吡啶盐) 噁二唑]基]三苯胺(PP3FQ). 用核磁氢谱和红外光谱表征了PTP3FQ和PP3FQ 的结构,用热失重和循环伏 安法测定了PTP3FQ和PP3FQ 的热性能和电化学性能. 结果表明,在不外加电解质情况下,PTP3FQ 和 PP3FQ利用自身的季铵盐离子表现出良好的电致变色性能;将PTP3FQ和PP3FQ制成Al/ 聚合物/ ITO结构 的记忆器件,由于噁二唑基团与三苯胺形成电荷转移络合物,使记忆器件表现出非易失性可擦写(Flash)存 3 储特性,开关比高达10 . 关键词摇 三苯胺聚合物;功能性季铵盐;电致变色;非易失性记忆器件 中图分类号摇 O631摇 摇 摇 摇 文献标志码摇 A 三苯胺衍生物,包括小分子和聚合物,可形成自由基阳离子而作为空穴传输材料用于有机发光二 极管,或作为电致变色材料用于电致变色器件中[1~10]. 在以三苯胺为基础的电致变色材料中,在电解 液中需要加入四丁基高氯酸铵和对甲苯磺酸等电解质使三苯胺衍生物发生氧化还原反应进而产生颜色 变化. 此外,含三苯胺结构单元的给体(D)鄄受体(A)聚合物由于可发生分子内或分子间的电荷转移可 [11] 作为电阻型记忆材料,如含三苯胺的聚酰亚胺(TP6F鄄PI)具有动态随机存储特性(DRAM) ,受电子 性的富勒烯衍生物(PCBM)与聚(甲氧基三苯胺)共混物,根据PCBM含量的变化可显示出DRAM和一 [12] 次写入多次读取(WORM)特性 . 含乙烯基三苯胺和乙烯基噁二唑组分的共聚物,随着2种组分含量 [13] 的不同,可表现出DRAM、WORM和非易失性可擦写(Flash)存储特性 . 这类D鄄A 型聚合物体系的 阻开关记忆特性可归结于电荷俘获/ 脱俘获或电荷转移机理[14~18]. 本文利用三苯胺上的吡啶环易于生成季铵盐的性能,将4鄄(4鄄氨基苯氧基)吡啶与4,4忆鄄二溴二苯 醚或1,4鄄二溴苯进行偶合反应(Buchwald鄄Hartwig),得到聚[(4鄄(吡啶鄄4鄄氧基)鄄p鄄苯氧基]三苯胺或聚 [4鄄(吡啶鄄4鄄氧基)]三苯胺,再与3鄄(氯甲基)鄄5鄄[4鄄(三氟甲基)苯基]鄄1,2,4鄄噁二唑进行季铵化反应, 合成了2种新的含功能性季铵盐三苯胺聚合物:聚[N鄄对苯氧基鄄N鄄[4鄄O鄄[2鄄对三氟甲基苯基鄄(4鄄氯化 吡啶盐)噁二唑]基]三苯胺(PTP3FQ)和聚[N鄄[4鄄O鄄[2鄄对三氟甲基苯基鄄(4鄄氯化吡