新型芳雜環(huán)聚合物及其金屬配合物的設(shè)計合成與磁性能研究.pdf

1、自20世紀70年代以來，基于有機(高)分子的光、電、磁功能材料的研究一直受到科技界的高度關(guān)注，并取得了一系列的進展。有機和高分子磁性材料因其潛在的應用價值而得到了廣泛的研究。設(shè)計和合成新型的有機磁性材料，制備多功能化磁性材料已經(jīng)成為一個研究熱點。 本論文設(shè)計合成了四組新型的芳雜環(huán)類聚合物，制備其相應的過渡金屬或稀土配合物，并對它們的磁性能進行了研究。目的是通過合成不同結(jié)構(gòu)的高分子磁性材料，研究探索聚合物結(jié)構(gòu)與配合物磁性能的關(guān)系。

2、 本文主要合成了主鏈型和側(cè)鏈型兩類聚合物。主鏈型：由2，2’-二氨基-4,4'-聯(lián)噻唑(DABT)與N-(2-乙基己基)-3,6-二醛基咔唑(NDC)縮合得到的含咔唑單元的聚合物PBTCA；由1，4-二癸氧基-2,5-二苯甲醛(BDTA)分別與DABT和5,6-二氨基-1，10-鄰菲咯啉(DAPH)合成的含對稱長側(cè)鏈的聚合物PPHBT和PPHPHN；由1，10-鄰菲咯啉-5,6-二酮(PD)分別與DABT和4，4’-二氨基二苯醚

3、(DAPE)反應得到的剛性共軛聚合物PDBT和剛性非共軛聚合物PDPE。側(cè)鏈型：由N-2-噻唑基甲基丙烯酰胺(NTMA)和1-[2-(甲基丙烯酰氧乙基)]-3-丁基咪唑四氟硼酸鹽(BIMA)分別通過自由基共聚和RAFT共聚制得的無規(guī)共聚物BIMT和嵌段共聚物PMB。合成了上述聚合物的金屬配合物。利用紅外、核磁以及元素分析等表征了聚合物和配合物的結(jié)構(gòu)，用EDTA絡(luò)合滴定法和等離子體發(fā)射光譜儀測定了聚合物的配合物中金屬含量。 研究了

4、聚合物的金屬配合物的磁性能。實驗結(jié)果表明，含咔唑聚合物的稀土配合物PBTCA-Nd<'3+>表現(xiàn)出特殊的軟鐵磁性，具有一個磁轉(zhuǎn)變溫度15 K，低于此溫度時配合物是個鐵磁體，反之，為抗磁體。含長側(cè)鏈的聚合物稀土配合物PPHBT-Nd<'3+>和PPHPHN-Nd<'3+>都是有機軟鐵磁體，其居里-外斯溫度分別為80 K和150 K。剛性主鏈型聚合物的過渡金屬配合物PDBT-Fe<'2+>、PDBT-Ni<'2+>、PDPE-Fe<'2+>

5、和PDPE-Ni<'2+>的磁性能分為兩類：亞鐵配合物PDBT-Fe<'2+>和PDPE-Fe<'2+>的居里-外斯溫度都為負值，分別為-81 K 和-49 K，為反鐵磁體；而鎳配合物PDBT-Ni<'2+>和PDPE-Ni<'2+>都表現(xiàn)出鐵磁性特征，居里-外斯溫度分別為62 K和56K。通過比較側(cè)鏈型梳狀聚合物的金屬配合物BIMT-Ni、BIMT-Nd、BIMT-Nd-Ni、PMB-Ni、PMB-Nd和PMB-Nd-Ni六種配合物的

6、磁性能，發(fā)現(xiàn)雙金屬配合物BIMT-Nd-Ni和PMB-Nd．Ni具有最大的磁飽和強度。對于無規(guī)共聚物金屬配合物，BIMT-Ni和BIMT-Nd有一個磁轉(zhuǎn)化溫度，分別為240 K和292 K；BIMT-Nd-Ni具有正的居里-外斯溫度，為有機鐵磁體；而雙金屬配合物BIMT-Nd-Ni在DMSO溶劑中形成的配合物溶液，在150 K有一個磁轉(zhuǎn)變。對于嵌段共聚物金屬配合物，PMB-Ni和PMB-Nd-Ni的居里-外斯溫度分別為-15 K和-28