CN110423343B - 一种含有光电功能基团的聚芳醚类聚合物、制备方法及其应用 - Google Patents

一种含有光电功能基团的聚芳醚类聚合物、制备方法及其应用 Download PDF

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Abstract

一种含有光电功能基团的聚芳醚类聚合物、制备方法及其应用，属于高分子材料技术领域。本发明从分子设计的角度出发，将含有共轭光电活性基团咔唑、三苯胺等引入聚合物侧链中，并对相应基团的位点进行修饰不断改进材料的性能。通过均聚制备了含有光电功能基团的聚芳醚聚合物。与此同时，由于聚合时采用亲核取代缩聚的方法，不但可以得到较高分子量的聚合物，同时也使得聚合度可控。本发明提供的含有光电功能基团的聚芳醚类聚合物的5％热失重在300℃以上，能够溶于四氢呋喃、二氯甲烷、三氯甲烷、N，N’‑二甲基甲酰胺、N，N’‑二甲基甲酰胺、N‑甲基吡咯烷酮等有机溶剂，可表现出相应光电活性基团的光电特性。

Description

一种含有光电功能基团的聚芳醚类聚合物、制备方法及其 应用
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种含有光电功能基团的聚芳醚类聚合物、制备方法及其应用。
背景技术
从古至今，高分子材料对于人类文明的发展帮助是巨大的，从棉花的使用到现在多种多样的功能高分子材料，满足了人类的不同需求。进入21世纪，随着科学技术的发展和互联网的普及，推动了功能高分子材料的发展。在人们的生产、生活中都离不开它，而且材料发展的方向和趋势会直接决定着社会经济的发展。近些年，人们生活水平的不断提高，对高分子材料的要求也越来越高。尤其是越来越多的光电高分子材料被广泛应用于各行各业。
具有光电特征的有机高分子作为功能性材料在五、六十年代曾经形成一个研究和开发的高潮，中间一度衰退，但七十年代后期又逐渐崛起。目前，发展新型光电功能高分子材料及其应用是研究的重点。聚醚醚酮以及聚醚砜以其透明的色泽和优异的热稳定性、良好的可加工性等性能通常用作工程塑料，与聚酰胺、聚酰亚胺具有相同的应用潜力。然而，就我们所知，在光电方面的研究还不多。
咔唑、三苯胺等是几种常见的光电功能优异的化合物，因其自身良好的光电活性，以此构筑的小分子和高分子光电功能材料已经被广泛的应用于在空穴传输、电致变色、电致发光、信息存储、太阳能电池等光电领域，展现出了优异的性能。一般的光电高分子材料的主链是包含这些结构的，用来构造良好的光电性能。我们通过形成侧链悬挂的光电官能团，也获得了光电性能优异的材料，可以预见此类材料可具有独特新颖的功能特性、较高的科学研究价值和广阔的应用前景。
发明内容
本发明目的是提供一系列具有良好光电活性、溶解性及热稳定性优异的、侧链含有光电功能基团的聚芳醚类聚合物、制备方法及其应用。
本发明从分子设计的角度出发，将含有共轭光电活性基团咔唑、三苯胺等引入聚合物侧链中，并对相应基团的位点进行修饰不断改进材料的性能。通过均聚制备了含有光电功能基团的聚芳醚聚合物。与此同时，由于聚合时采用亲核取代缩聚的方法，不但可以得到较高分子量的聚合物，同时也使得聚合度可控。实验结果表明：本发明提供的含有光电功能基团的聚芳醚类聚合物的5％热失重在300℃以上，能够溶于四氢呋喃、二氯甲烷、三氯甲烷、N，N’-二甲基甲酰胺(DMF)、N，N’-二甲基甲酰胺(DMAc)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)等有机溶剂，可表现出相应光电活性基团的光电特性。
本发明所述的一种含有光电功能基团的聚芳醚类聚合物，其结构式如下所示：
Figure BDA0002160095830000021
其中，n为正整数，表示聚合度；
Q为Q1～Q9所示结构中的一种：
Figure BDA0002160095830000022
Q1～Q5中，R为H、t-Bu或OCH3；
Ar为(a)～(h)所示结构中的一种：
Figure BDA0002160095830000031
式(c)、(g)中，X为1、2或3；
式(d)、(h)中，Y选自1，4位、1，5位、2，6位或2，7位双取代的萘中的一种。
在本发明提供的一些实施例中，其具体可为P1～P8结构：
Figure BDA0002160095830000041
Figure BDA0002160095830000051
在本发明中，所述含有光电功能基团的聚芳醚类聚合物的数均分子量优选为15～150kDa，重均分子量优选为30～300kDa，分散指数(分散指数是重均分子量比上数均分子量)优选为1.5～5。
本发明提供的含有光电功能基团的聚芳醚类聚合物将特定结构的光电活性基团引入聚芳醚聚合物中，不但能够使聚合物表现出良好的光电活性和光电功能特性，还具有良好热稳定性和溶解性。本发明提供的含有光电功能基团的聚芳醚类聚合物具有非常广阔的应用领域和实用价值，根据其结构特点和光电特性，可以预见此类材料将在光电领域特别是电致变色、信息存储、碳纳米管包覆、光致发光、太阳能电池等方面具有广阔的发展前景和巨大的应用潜力。
实验结果表明：本发明提供的含有光电功能基团的聚芳醚类聚合物的5％热失重在300℃以上，能够溶于四氢呋喃、二氯甲烷、三氯甲烷、DMF、DMAc、NMP等有机溶剂，可表现出相应光电活性基团的光电特性。
本发明提供了一种上述技术方案所述的含有光电功能基团的聚芳醚类聚合物的制备方法，其步骤如下：
(1)将式(IV)结构单体溶于溶剂中，微热使其充分溶解；溶解后，待溶液温度降低至室温，再加入式(V)结构化合物，式(IV)结构单体和式(V)结构化合物的摩尔用量比例为(5～25)：1；然后于60～80℃下加热3～8小时，得到中间产物(VI)；
Q-NH2
(IV)
Figure BDA0002160095830000061
所述溶剂优选为低沸点溶剂，如乙醇、四氢呋喃等；
加热是在保护性气体(如氮气、氩气等)下进行；
(2)将中间产物(VI)溶于溶剂中，充分溶解后，将硼氢化钠分批加入其中，加热回流，中间产物(VI)逐渐被还原，反应结束后，对反应产物进行后处理(萃取、洗涤、干燥、除溶剂等)，得到含有光电基团的预聚单体(II)；
Figure BDA0002160095830000071
所述溶剂优选为低沸点溶剂，如乙醇、四氢呋喃等；
中间产物(VI)和硼氢化钠的摩尔用量比为1：(5～20)；
硼氢化钠可分为2～6个批次加入到反应溶液中；
加热回流的温度为80～120℃；
加热回流是在保护性气体(如氮气、氩气等)下进行；
加热回流的时间为1.5～8小时；
Figure BDA0002160095830000072
(3)将含有酮基的式(III)结构单体与式预聚单体(II)、催化剂、溶剂、带水剂甲苯投入装有氮气通口、油水分离器、机械搅拌的三颈烧瓶中，搅拌加热(140～150℃)至甲苯回流，充分带水后用油水分离器放出甲苯和水；提高温度继续聚合反应，反应一定时间后，体系粘度快速上升，将反应物倒入去离子水中终止反应；最后对反应得到的固体进行粉碎过滤、洗涤和干燥，得到式(I)结构单元所示的含光电功能基团的聚合物。
Figure BDA0002160095830000073
聚合反应的温度为200～220℃；
聚合反应的时间为3～8小时；
聚合反应是在保护性气体(如氮气、氩气等)下进行；
预聚单体(II)和式(III)结构单体的摩尔用量比为1：(0.8～1.2)；
催化剂占所述预聚单体(II)的质量百分比为0.2％～5％；
催化剂为碳酸盐，如碳酸钾、碳酸钠、碳酸铯、碳酸氢钠和碳酸氢钾中的一种或多种；
所述溶剂优选包括高沸点芳香族溶剂、高沸点芳香族溶剂和高沸点极性溶剂的混合溶剂；如N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺和二甲基亚砜中的一种或多种。
采用本发明提供的方法能够制备得到具有良好光电学活性、热稳定性和溶解性的含光电功能基团的聚芳醚聚合物，该方法简单聚合度可控，易于商业化生产，具有实用价值。
这种侧链含有光电功能性基团的聚合物兼具了相应电活性单元的光电特性和聚合物的良好热稳定性以及溶解性能。如在取得此项成果的基础上，根据具体的需求，将其他光电功能性基团引入到聚合物侧链，便可制备出一系列满足不同光电性能要求的功能性聚合物材料，使之具有非常广阔的应用领域和实用价值。根据其结构和光电特性，可以预见此类材料将在光电领域特别是电致变色、信息存储、碳纳米管包覆、热响应延迟荧光，显示器等方面具有广阔的发展前景和巨大的应用潜力。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例1制备的单体2的核磁谱图；
图2是本发明实施例2制备的聚合物1的核磁谱图；
图3是本发明实施例2制备的聚合物1的循环伏安曲线；
图4是本发明实施例2制备的聚合物1的紫外-可见谱图；
图5是本发明实施例2制备的聚合物1的电致变色谱图；
图6是本发明实施例3制备的聚合物2的核磁谱图；
图7是本发明实施例3制备的聚合物2的紫外-可见谱图；
图8是本发明实施例4制备的聚合物5的红外谱图；
图9是本发明实施例4制备的聚合物5的氮气氛围下热失重谱图；
图10是本发明实施例5制备的聚合物6的红外谱图；
图11是本发明实施例5制备的聚合物6的氮气氛围下热失重谱图；
图12是本发明所述的聚合物1分散、包覆碳纳米管后的透射电镜照片；
图13是本发明所述的聚合物2分散、包覆碳纳米管后的透射电镜照片；
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为更清楚起见，下面通过以下实施例进行详细说明。
实施例1
单体的合成
1)单体M1：
按照下式所示路线合成单体M1，具体过程包括：
Figure BDA0002160095830000091
选用100mL三颈烧瓶，依次连接Ar保护气，球形冷凝管，磨口塞。在氩气氛围下将N-(4-氨基苯基)-咔唑(3.22g，12.5mmol)溶于乙醇中，微热至60℃搅拌使其充分溶解。溶解后，待溶液稍冷，加入5，5′-亚甲基-双水杨醛(1.28g，5mmol)，搅拌加热回流8h，得到单体M1。待反应结束，抽滤后将产物分别用水，乙醇置于超声波清洗器中清洗，抽滤收集固体产物。对产物使用DMF、乙醇和水混合溶剂重结晶。重结晶全过程在氩气保护条件下进行。趁热过滤，静置滤液使目标产物析出。产物析出后抽滤，得到固体置于真空烘箱中烘干。得到橙黄色固体3.37g，产率为72％。
2)单体M2：
按照下式所示路线合成单体M2，具体过程包括：
Figure BDA0002160095830000101
取单体M1(3.01g，4.07mmol)放入烧瓶中，加入无水乙醇，用磁力搅拌器进行搅拌。再称取硼氢化钠(1.53g，0.04mol)分批加入烧杯中，在室温下搅拌6h后反应完成。将溶液倒入饱和食盐水中，析出絮状白色沉淀。静置过夜，絮状沉淀聚集，抽滤并用纯水超声清洗。得到的白色固体产物在真空烘箱中烘干，得到白色固体即为单体M2，产物质量3.14g，产率82％。采用核磁氢谱对单体M2的结构进行表征，图1为单体M2的核磁谱图。通过分析，可以证明我们成功地制得了单体M2。
3)单体M3：
按照单体M1的路线合成单体M3，具体过程包括：
选用100mL三颈烧瓶，依次连接Ar保护气，球形冷凝管，磨口塞。在氩气氛围下将4-氨基三苯胺(3.12g，0.012mol)溶于乙醇中，微热至60℃搅拌使其充分溶解。溶解后，待溶液稍冷，加入5，5′-亚甲基-双水杨醛(1.28g，5mmol)，搅拌加热回流，得到单体M3。待反应结束，抽滤后将产物分别用水，乙醇置于超声波清洗器中各清洗，抽滤收集固体产物。对产物使用DMF、乙醇和水混合溶剂重结晶。重结晶全过程在氩气保护条件下进行。趁热过滤，静置滤液使目标产物析出。产物析出后抽滤，得到固体置于真空烘箱中烘干。得到橙黄色固体3.15g，产率为75％。
Figure BDA0002160095830000102
4)单体M4：
取单体M3(2.78g，3.96mmol)放入烧瓶中，加入无水乙醇，用磁力搅拌器进行搅拌。再称取硼氢化钠(1.57g，0.04mol)分批加入烧杯中，在室温下搅拌。，6h后反应完成。将溶液倒入饱和食盐水中，析出絮状白色沉淀。抽滤并用纯水超声清洗。得到的白色固体产物在真空烘箱中烘干，得到白色固体即为单体M4，产物质量2.98g，产率79％。
Figure BDA0002160095830000111
实施例2
制备P1
将单体M2(2.82g，3.00mmol)，4，4-二氟二苯砜(0.76g，3.00mmol)，碳酸钾(0.41g，3.00mmol)，环丁砜9mL加入到配有温度计、四氟搅拌桨(机械搅拌)、带冷凝管油水分离器的三口烧瓶中。油水分离器内甲苯与支管口平齐。在氩气保护下，控制温度为160℃，加热搅拌。当油水分离器内出现浑浊，带水3小时。当油水分离器内的两相相界面不再移动时，蒸出甲苯。再升温至200℃，反应2小时后体系粘度快速上升。反应结束，停止加热搅拌，趁热将瓶中混合物倒入蒸馏水中。得到灰白色条状固体，在粉碎机中将固体打碎为粉末，过滤收集固体，再经过蒸馏水煮洗和乙醇煮洗后抽滤收集产物，置于真空干燥箱内烘干。得到絮状淡黄色固体，命名为聚合物1，产物质量3.05g，产率86％。数均分子量为40.9kDa，重均分子量为65.4kDa，分散度为1.6。采用核磁氢谱对聚合物1的结构进行表征，结果显示聚合物1由式P1所示结构的重复单元组成，图2为聚合物1的核磁谱图。
对本实施例制备得到的聚合物1进行循环伏安曲线分析(电解液为0.1M的四丁基高氯酸铵的乙腈溶液，参比电极为银/硝酸银参比电极，对电极是铂丝，聚合物1溶解在NMP中旋涂在ITO玻璃上做工作电极；测试条件为100mV/s，测试范围-0.2～1.6V)，结果如图3所示，可以看出，发生了电化学偶联现象。在第一圈循环中材料出现了两对可逆的氧化还原峰，其氧化电位分别为0.74V和1.23V其分别对应了咔唑的单阳离子氧化电位以及咔唑3，6位电化学偶联电位。随着循环次数的增加在1.02V处出现了一个新的氧化电位，对应了联咔唑结构出现的双阳离子氧化电位。图4为P1的紫外-可见谱图本次实验是在1mg/mL的NMP溶液中测试，在图中可以看到290nm是典型的苯环n-π吸收峰，350nm处是咔唑的π-π跃迁特征吸收峰，，本次实验是在1mg/mL的NMP溶液中测试，在图中可以看到290nm是典型的苯环n-π吸收峰，聚合物在整个可见光范围内无吸收，呈现无色。
对本实施例制备得到的聚合物1进行电致变色分析(电化学工作站与紫外-可见光谱仪联用，电化学测试条件与上文循环伏安曲线分析相同，选用恒电压测试，分别测量材料在0.00～1.60V范围内不同电压影响下的紫外吸收曲线的变化；紫外测试条件为1.0nm波长间隔，测试范围300～900nm)。如图5，对于聚合物1，可以看到随着电压的上升，材料在720nm处的吸收峰明显增强，其直观表现为膜变为蓝色。但是由于电化学偶联现象的发生，材料在整个可见光区都有一定的吸收改变，这是因为发生电化学偶联后膜发生了较大的形态变化，使得膜的透明度下降。
通过循环伏安曲线和电致变色分析可以看出本实施例提供的聚合物1具有良好的光电学活性，可表现出相应光电活性基团的光电特性。
对本实施例制备得到的聚合物1进行热稳定性测试，如图5所示聚合物的5％热失重在300℃以上，表明聚合物拥有极佳的热稳定性。
实施例3
制备P2
将单体M 4(2.73g，3.00mmol)，4，4’-二氟二苯砜(0.76g，3.01mmol)，碳酸钾(0.39g，2.86mmol)，环丁砜9mL加入到配有温度计、四氟搅拌桨(机械搅拌)和带冷凝管油水分离器的三口烧瓶中。油水分离器内甲苯与支管口平齐。在氩气保护下，控制温度为160℃，加热搅拌。当油水分离器内出现浑浊，带水3小时。当油水分离器内的两相相界面不再移动时，蒸出甲苯。再升温至200℃，反应6小时后体系粘度急速上升爆聚，反应器内样品呈果冻状。反应结束，停止加热搅拌，趁热将瓶中混合物倒入蒸馏水中，得到棕黄色粗条固体，用粉碎机将固体打碎为粉末，并将产物分别用水及乙醇煮洗。而后置于真空干燥箱内烘干。得到土黄色固体2.87g，产率82.1％。采用核磁氢谱对聚合物2的结构进行表征，结果显示聚合物2由式(P2)所示结构的重复单元组成。图6为聚合物2的核磁谱图，结果显示聚合物2由式P2所示结构的重复单元组成。图7为P2的紫外-可见谱图本次实验是在1mg/mL的NMP溶液中测试，在图中可以看到290nm是典型的苯环n-π吸收峰，聚合物在整个可见光范围内无吸收，呈现无色。P2的数均分子量、重均分子量及分散度的数据分别是25.6kDa，53.76kDa和2.1。
通过循环伏安曲线和电致变色分析可以看出本实施例提供的聚合物2具有良好的光电学活性，可表现出相应光电活性基团的光电特性。
对本实施例制备得到的聚合物2进行热稳定性测试，结果为：聚合物的5％热失重在360℃以上，表明聚合物拥有极佳的热稳定性。
实施例4
制备P5
将单体M2(2.82g，3.00mmol)，4，4-二氟二苯酮(0.65g，3.00mmol)，碳酸钾(0.41g，3.00mmol)，环丁砜9mL加入到配有温度计、四氟搅拌桨(机械搅拌)、带冷凝管油水分离器的三口烧瓶中。油水分离器内甲苯与支管口平齐。在氩气保护下，控制温度为160℃，加热搅拌。当油水分离器内出现浑浊，带水3小时。当油水分离器内的两相相界面不再移动时，蒸出甲苯。再升温至200℃，反应2小时后体系粘度快速上升。反应结束，停止加热搅拌，趁热将瓶中混合物倒入蒸馏水中。得到灰白色条状固体，在粉碎机中将固体打碎为粉末，过滤收集固体，再经过蒸馏水煮洗和乙醇煮洗后抽滤收集产物，置于真空干燥箱内烘干。得到絮状黄色固体，命名为聚合物5，产物质量2.85g，产率82％。数均分子量为30.5kDa，重均分子量为57.9kDa，分散度为1.9。采用红外光谱对聚合物5的结构进行表征，结果显示聚合物5由式(P5)所示结构的重复单元组成，图8为聚合物5的红外光谱(如图所示，所聚合物均显示出明显的特征吸收峰：1100cm-1(C-N非对称伸缩振动峰)，1160cm-1(S＝O对称伸缩振动峰)，1260cm-1(芳基C-N伸缩振动)，也证明了聚合物五的结构是目标产物。图9为聚合物5的TGA图谱，可以看到它的Tg为330℃。
实施例5
制备P6
将单体M 4(2.73g，3.00mmol)，4，4’-二氟二苯酮(0.65g，3.01mmol)，碳酸钾(0.39g，2.86mmol)，环丁砜9mL加入到配有温度计、四氟搅拌桨(机械搅拌)和带冷凝管油水分离器的三口烧瓶中。油水分离器内甲苯与支管口平齐。在氩气保护下，控制温度为160℃，加热搅拌。当油水分离器内出现浑浊，带水3小时。当油水分离器内的两相相界面不再移动时，蒸出甲苯。再升温至200℃，反应6小时后体系粘度急速上升爆聚，反应器内样品呈果冻状。反应结束，停止加热搅拌，趁热将瓶中混合物倒入蒸馏水中，得到黄色粗条固体，用粉碎机将固体打碎为粉末，并将产物分别用水及乙醇煮洗。而后置于真空干燥箱内烘干。得到土黄色固体2.83g，产率83.7％。采用红外光谱对聚合物6的结构进行表征，结果显示聚合物6由式(P6)所示结构的重复单元组成。图10为聚合物6的红外光谱图，如图所示，所聚合物均显示出明显的特征吸收峰：1663cm-1(C＝N伸缩振动峰)，1165cm-1(S＝O对称伸缩振动峰)也证明所得结构是目标产物。图11为聚合物6的TGA图谱，可以看到它的Tg为334℃。P6的数均分子量、重均分子量及分散度的数据分别是40.4kDa，96.5kDa和2.4。
溶解性测试
对本发明制备的一系列聚合物的溶解性进行测试，结果如表1所示：
表1：溶解性测试数据
Figure BDA0002160095830000141
10mg聚合物溶于1mL溶剂
++表示室温下溶解；+表示加热后溶解；-表示加热后仍不溶解
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
对纳米碳材料的改性
表2：碳纳米管分散能力测试
NMP PES PPSU P1 P2
碳纳米管分散量(mg/L) 46 312 339 612 618
本发明所述的聚芳醚聚合物可用于对纳米碳材料的改性，从而得到具有光电功能基团的聚芳醚聚合物修饰的改性纳米碳材料，该改性纳米碳材料的制备方法是：将本发明制备的含有光电功能基团的聚芳醚类聚合物溶解于有机溶剂NMP制成浓度为1～5g/L的溶液，加入聚合物质量0.2～2倍的纳米碳材料(碳纳米管、碳纳米纤维、纳米碳球等)，超声1～5个小时，得到具有光电功能基团的聚芳醚聚合物修饰的改性纳米碳材料分散液。该分散液蒸除有机溶剂后可以获得黑色固体粉末状的具有光电功能基团的聚芳醚聚合物修饰的改性纳米碳材料。表2为聚合物1和聚合物2的分散能力，可以看到分散能力相对于PES和PPSU有很大的提升。图12和13分别为聚合物1和聚合物2的包覆碳纳米管后的透射电镜照片，从图中可以看出修饰后的碳纳米管分散均匀，没有明显的团聚现象，从电镜照片中还可以明显看到MWNT(阴影较轻部分)被聚合物1和聚合物2(阴影较重部分)均匀包裹，这也侧面证明了两种聚合物对碳纳米管拥有良好的包覆能力。

Claims (5)

1.一种含有光电功能基团的聚芳醚类聚合物，其结构式如下所示：
Figure FDA0002160095820000011
其中，n为正整数，表示聚合度；
Q为Q1～Q9所示结构中的一种：
Figure FDA0002160095820000012
Q1～Q5中，R为H、t-Bu或OCH3；
Ar为(a)～(h)所示结构中的一种：
Figure FDA0002160095820000013
式(c)、(g)中，X为1、2或3；
式(d)、(h)中，Y选自1，4位、1，5位、2，6位或2，7位双取代的萘中的一种。
2.如权利要求1所述的一种含有光电功能基团的聚芳醚类聚合物，其特征在于：其结构式如下之一所示，
Figure FDA0002160095820000021
Figure FDA0002160095820000031
3.如权利要求1所述的一种含有光电功能基团的聚芳醚类聚合物，其特征在于：数均分子量为15～150kDa，重均分子量为30～300kDa，分散指数为1.5～5。
4.权利要求1所述的一种含有光电功能基团的聚芳醚类聚合物的制备方法，其步骤如下：
(1)将式(IV)结构单体溶于溶剂中，微热使其充分溶解；溶解后，待溶液温度降低至室温，再加入式(V)结构化合物，式(IV)结构单体和式(V)结构化合物的摩尔用量比例为(5～25)：1；然后于60～80℃下加热3～8小时，得到中间产物(VI)；
Q-NH2
(IV)
Figure FDA0002160095820000041
所述溶剂为乙醇或四氢呋喃；加热是在保护性气体下进行；
(2)将中间产物(VI)溶于溶剂中，充分溶解后，将硼氢化钠分批加入其中，加热回流，中间产物(VI)逐渐被还原，反应结束后，对反应产物进行后处理，得到含有光电基团的预聚单体(II)；
Figure FDA0002160095820000042
所述溶剂为乙醇或四氢呋喃，中间产物(VI)和硼氢化钠的摩尔用量比为1：(5～20)，硼氢化钠分为2～6个批次加入到反应溶液中，加热回流的温度为80～120℃，加热回流是在保护性气体下进行，加热回流的时间为1.5～8小时；
Figure FDA0002160095820000051
(3)将含有酮基的式(III)结构单体与式(II) 预聚单体、催化剂、溶剂、带水剂甲苯投入装有氮气通口、油水分离器、机械搅拌的三颈烧瓶中，搅拌加热至甲苯回流，充分带水后用油水分离器放出甲苯和水；提高温度继续聚合反应，反应一定时间后，体系粘度快速上升，将反应物倒入去离子水中终止反应；最后对反应得到的固体进行粉碎过滤、洗涤和干燥，得到式(I)结构单元所示的含光电功能基团的聚合物；
Figure FDA0002160095820000052
聚合反应的温度为200～220℃；
聚合反应的时间为3～8小时；
聚合反应是在保护性气体下进行；
预聚单体(II)和式(III)结构单体的摩尔用量比为1：(0.8～1.2)；
催化剂占所述预聚单体(II)的质量百分比为0.2％～5％；
催化剂为碳酸钾、碳酸钠、碳酸铯、碳酸氢钠、碳酸氢钾中的一种或多种；
所述溶剂为N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺和二甲基亚砜中的一种或多种。
5.权利要求1～3任何一项所述的一种含有光电功能基团的聚芳醚类聚合物在电致变色、信息存储、碳纳米管包覆、热响应延迟荧光或显示器方面的应用。
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