聚乙二醇(PEG)化学物理性质

聚乙二醇(PEG)化学物理性质
通用化学名: 聚乙二醇PEG、乙二醇聚氧乙烯醚
聚乙二醇
食品添加剂最大允许使用量最大允许残留量标准
中文名称: 聚乙二醇
中文同义词: α-氢-ω-羟基(氧-1,2-乙二基)的聚合物;聚氧化乙烯(PEO-LS);聚乙二醇400;木钉,木栓;聚乙二醇;聚乙二醇 12000;聚乙二醇 6000;聚乙二醇 2000
英文名称: Poly(ethylene glycol)
英文同义词: 1,2-ethanediol,homopolymer;2-ethanediyl),.alpha.-hydro-.omega.-hydroxy-Poly(oxy-1;Alcox E 160;Alcox E 30;alcoxe30;alkapolpeg-200;alkapolpeg-300;alkapolpeg-600
CAS号: 25322-68-3
分子式: C9H15Br6O4P
分子量: 697.610761
EINECS号: 203-473-3
相关类别: Polymers;医药中间体;Optimization Reagents;Protein Structural Analysis;X-Ray Crystallography;Cosmetic Ingredients & Chemicals;Gas Chromatography;Packed GC;Stationary Phases;分散剂、载体、压片剂、成型剂;分离剂;食品添加剂;抄纸过程中的化学品;化工助剂;造纸化学品
Mol文件: 25322-68-3.mol
聚乙二醇 性质
熔点 64-66 °C
沸点 >250°C
密度 1.27 g/mL at 25 °C
蒸气密度 >1 (vs air)
蒸气压 <0.01 mm Hg ( 20 °C)
折射率 n20/D 1.469
闪点 270 °C
储存条件 2-8°C
溶解度 H2O: 50 mg/mL, clear, colorless
form waxy solid
敏感性 Hygroscopic
Merck 14,7568
稳定性 Stable. Incompatible with strong oxidizing agents.
NIST化学物质信息 Polyethylene glycol(25322-68-3)
EPA化学物质信息 Poly(oxy-1,2-ethanediyl), .alpha.-hydro-.omega.-hydroxy- (25322-68-3)
化学结构:
HO(CH2CH2O)nH,由环氧乙烷聚合而成。
产品分类:
产品可以分为医药级,化妆品级,食品级和工业级等几种系列。
【一】 医药级,化妆品级,食品级的性能如下:
陶氏化学公司在1940首次将聚乙二醇生产商业化,至今是业内世界公认的领先者。1992年,陶氏化学公司对质量的承诺得到认可,成为获得生产质量系统ISO9002认证的第一家聚乙二醇美国生产商 ,其生产的CARBOWAX SENTRY牌 聚乙二醇 通过了美国FDA认证,符合美国药典(USP),国家处方集(NF),食品化学法典(FCC)标准,被广泛应用于食品、制药、饲料、个人护理品、化学等行业的生产, 是业内闻名和值得信赖的品牌。
主要用途 :
1. PEG-400最适合来做软胶囊。由于PEG400为液体、它具有与各种溶剂的广泛相容性,是很好的溶剂和增溶剂,被广泛用于液体制剂,如口服液、滴眼液等。当植物油不适合作活性物配料载体时,PEG则是首选材料。这主要是由于PEG稳定、不易变质,含有PEG的针剂被加热到150摄氏度时是很安全、很稳定的。此外还可以同高分子量的(PEG)向混合而是七混合物具有很好的溶解性和良好的与药物相容性.
2. PEG-1450,3350最适合来做膏剂、栓剂、霜剂。由于较高的水溶性和较宽的熔点范围,PEG1450,3350单独使用或混配可以制出保存时间场和符合药物与物理效果要求的熔点变化范围。使用PEG基质的栓剂比用传统的油脂基质刺激性小。
3. PEG-4000,6000,8000用于片剂、胶囊剂、薄膜衣、滴丸、栓剂等。
由于在制片的过程中,PEG的可塑性和它可提高片剂释放药物的能力,高分子量的PEG(PEG4000、PEG6000、PEG8000)作为制造片剂的粘合剂是很有用途的。PEG可使片剂的表面有光泽而且平滑,同时不易损坏。此外,少量的高分子量的PEG(PEG4000、PEG6000、PEG8000),可以防止糖衣片剂之间粘接合与药瓶之间粘接。
特别提示】:
有好多企业,冒充医药级PEG ,具体识别方法如下:
1.医药级的标签为CARBOWAX SENTRYTM ,工业级的没有SENTRYTM。
2.医药级的标签上有美国药典(USP),国家处方集(NF),食品化学法典(FCC)表识,工业级的没有。
【二】工业级的聚乙二醇性能和应用如下:
1 、聚乙二醇系列产品可用于药剂。相对分子量较低的聚乙二醇可用作溶剂、助溶剂,分散剂、 o/w 型乳化剂和稳定剂,用于制作水泥悬剂、乳剂、注射剂等,也用作水溶性软膏基质和栓剂基质,相对分子量高的固体蜡状聚乙二醇常用于增加低分子量液体 PEG 的粘度和成固性,以及外偿其他药物;对于水中不易溶解的药物,本品可作固体分散剂的载体,以达到固体分散目的, PEG4000 、 PEG6000 是良好的包衣材料,亲水抛光材料、膜材和囊材、增塑剂、润滑剂和滴丸基质,用于制备片剂、丸剂、胶囊剂、微囊剂等。
2 、 PEG4000 、 PEG6000 在医药工业中作为赋形剂,用作栓剂、膏剂的制备;造纸工业中用作涂饰剂,增加纸张的光泽和平滑性;在橡胶工业中作为添加剂,增加橡胶制品的润滑性和塑性,减少加工过程中的动力消耗,延长橡胶制品的使用寿命。
3 、聚乙二醇系列产品可作为酯型表面活性剂的原料。
4 、 PEG-200 可作为有机合成的介质及有较高要求的热载体,在日用化学工业中用作保湿剂、无机盐增溶剂、粘度调节剂;在纺织工业中用作柔软剂、抗静电剂;在造纸与农药工业中用作润湿剂。
5 、 PEG-400 、 PEG-600 、 PEG-800 用作医药及化妆品的基质,橡胶工业与纺织工业的润滑剂和润湿剂。 PEG-600 在金属工业中加于电解液可增强研磨效果,增强金属表面的光泽。
6 、 PEG-1000 、 PEG-1500 在医药、纺织、化妆品工业中用作基质或润滑剂、柔软剂;在涂料工业中用作分散剂,改进树脂的水分散性、柔韧性,用量为 10-30% ;油墨中可提高染料的溶解能力,降低其挥发性,在蜡纸和印台油墨中尤其适用,也可在圆珠笔油墨中作调节油墨粘稠度用;在橡胶工业中作分散剂,促进硫化作用,用作炭黑充填料的分散剂。
7 、 PEG-2000 、 PEG-3000 用作金属加工铸模剂,金属拉丝、冲压或成型的润滑剂及切削液,研磨冷却润滑抛光剂、焊接剂等;在造纸工业中用作润滑剂等,也用作热熔粘合剂,以增加快速的再润湿能力。
8 、 PEG-4000 、 PEG-6000 在医药、化妆品工业生产中用作基质,起调节粘度、熔点的作用;在橡胶、金属加工工业中用作润滑剂、冷却剂,在农药、颜料工业生产中用作分散剂、乳化剂;在纺织工业中用作抗静电剂、润滑剂等。
9 、 PEG8000 在医药、化妆品工业生产中用作基质,起调节粘度、熔点的作用;在橡胶、金属加工工业中用作润滑剂、冷却剂,在农药、颜料工业生产中用作分散剂、乳化剂;在纺织工业中用作抗静电剂、润滑剂等。
物化性质: 密度 1.125 ;熔点 -65°C ;折射率 1.458-1.461; 闪点 171°C
指标/品种 外观 熔点 PHWFHG 平均分子量 粘度 羟值
PEG-200 无色透明 -50±2 6.0-8.0 190-210 22-23 534-590
PEG-400 无色透明 5±2 6.0-8.0 380-420 37-45 268-294
PEG-600 无色透明 20±2 6.0-8.0 570-630 1.9-2.1 178-196
PEG-800 白色膏体 28±2 6.0-8.0 760-840 2.2-2.4 133-147
PEG-1000 白色蜡状 37±2 6.0-8.0 950-1050 2.4-3.0 107-118
PEG-1500 白色蜡状 46±2 6.0-8.0 1425-1575 3.2-4.5 71-79
PEG-2000 白色固体 51±2 6.0-8.0 1800-2200 5.0-6.7 51-62
PEG-4000 白色固体 55±2 6.0-8.0 3600-4400 8.0-11 25-32
PEG-6000 白色固体 57±2 6.0-8.0 5500-7500 12-16 15-20
PEG-8000 白色固体 60±2 6.0-8.0 7500-8500 16-18 12-15
PEG-10000 白色固体 61±2 6.0-8.0 8600-10500 19-21 8-11
PEG-20000 白色固体 62±2 6.0-8.0 18500-22000 30-35 –
贮 存:本品无毒、难燃,可按一般化学品运输规定办理,贮存于干燥、通风处,避免阳光照射和雨淋。
生物化学
在细胞工程中普遍认为聚乙二醇(PEG)分子能改变各类细胞的生物膜结构,使两细胞接触点处质膜的脂类分子发生疏散和重组,由于两细胞接口处双分子层质膜的相互亲和以及彼此的表面张力作用,从而使细胞发生融合,从而形成杂种细胞,培养该杂种细胞(细胞质杂种)可以获得一些特殊的杂种植株。
聚乙二醇 用途与合成方法
聚乙二醇 用途与合成方法
食品添加剂最大允许使用量最大允许残留量标准 添加剂中文名称允许使用该种添加剂的食品中文名称添加剂功能最大允许使用量(g/kg)最大允许残留量(g/kg)聚乙二醇糖果、巧克力制品包衣被膜剂按生产需要适量使用
化学性质 聚环氧乙烷与水的加聚物。分子量在700以下者,在20℃时为无色无臭不挥发粘稠液体,略有吸水性。分子量在700~900之间者为半固体。分子量1000及以上者为浅白色蜡状固体或絮片状石蜡或流动性粉末。混溶于水,溶于许多有机溶剂,如醇、酮、氯仿、甘油酯和芳香烃等;不溶于大多数脂肪烃类和乙醚。随着分子量的提高,其水溶性、蒸汽压、吸水性和有机溶剂的溶解度等相应下降,而凝固点、相对密度、闪点和粘度则相应提高。对热稳定,与许多化学品不起作用,不水解。
用途 用作分析试剂,也用于制药工业
用途 用于软化剂、润滑剂等
用途 在医药、化妆品中作基质,在橡胶、金属加工、农药等工业中作分散剂、润滑剂、乳化剂等
用途 有机合成的介质、日用化妆品工业用保湿剂、无机盐增溶剂、粘度调节剂等
用途 用作絮凝剂、流体减摩剂、纺织型浸润剂、助留助滤剂、黏结剂、增稠剂以及假牙固定剂等
用途 在医药、化妆品工业中作基质,在橡胶、金属加工、农药等工业中作分散剂、润滑剂等
用途 用于化妆品、制药、化纤、橡胶、造纸、油漆、电镀、农药、金属加工及食品加工等行业
用途 用于化妆品、医药工业,木材工业作保湿剂等
用途 用作铸模剂、金属拉丝、冲压和成型的润滑剂、造纸工业润滑剂、切削液、研磨液冷却润滑、抛光剂等
用途 用作PVC润滑剂、色母粒添加剂、纺织柔软剂、颜料分散剂等
用途 作为抄纸添加剂,可提高填料和细小纤维的留着率。相对分子质量在300万以上时,有良好的分散性,一定润湿性,减阻性和热解性。是一种有效的反絮凝剂。加入制浆内可提高浆液粘度,阻止纤维相互粘附,改善纸匀度,降低打浆电耗,提高物理强度。
生产方法 将120#汽油加入反应釜中,在搅拌下加入异丙醇铝作催化剂(催化剂量为单体总量的1.01%~1.03%)。用氮气置换会中空气后,加入单体环氧乙烷(溶剂︰环氧乙烷=2︰1,质量比)。在10~20 ℃下反应4 h。然后并逐渐升温至35~40 ℃,再反应3 h。聚合反应结束后。将物料转移到蒸馏釜中,蒸出溶剂,冷却析晶,过滤,得粗产品。真空干燥得成品。

热激活延迟荧光材料的定义,热激活延迟荧光寿命解析(科研)


热激活延迟荧光定义

热激活延迟荧光材料的定义

当三重态激发态与单重态激发态能量接近时(一般为T1态和S1态),处于三重激发态的分子可以通过反系间窜越(Reverse Intersystem Crossing, RISC)过程到达单重激发态,之后通过辐射跃迁过程回到基态。

这一系列过程称作E型延迟荧光,又称为热活化延迟荧光(Thermally Activated Delayed Fluorescence, TADF)。

热激活延迟荧光材料的定义,热激活延迟荧光寿命解析(科研)

热激活延迟荧光寿命

延迟荧光寿命

最近,热激活延迟荧光材料由于其高的激子利用率获得了众多研究者的广泛关注。

这类材料通过吸热的反向系间穿越将占激子总量75%的三重态激子转变为单重态激子,发出延迟荧光,使得理论上激子利用率可高达100%~。尽管基于这类材料的电致发光器件获得了与重金属磷光材料相近的器件性能,但是其器件性能和稳定性有待于进一步提升,并且其分子结构与性能的关系需要更加深入地探讨。

基于一些新型的电子给体单元,我们构筑了一系列热激活延迟荧光客体材料。这些材料都具有小的单-三重态分裂能,显著的热激活延迟荧光特性,高的光致发光量子产率和合适的延迟荧光寿命。通过对分子结构的调节,我们可以调控这些材料的发光特性、热力学性能和能级,优化其光电特性。

基于这些发光材料,我们构筑了一系列高效率、低衰减的荧光电致发光器件。

其中,光电特性优化的热激活延迟荧光客体分子获得的外量子效率接近25%,是目前报道的荧光电致发光器件的较高值之一。

热激活延迟荧光材料的定义,热激活延迟荧光寿命解析(科研)

上海金畔生物科技有限公司提供金属配合物,热激活延迟荧光(TADF)材料,聚集诱导延迟荧光(AIDF)材料,聚集诱导发光AIE材料的定制合成

氰基苯类热活化延迟荧光材料DMAC-PN

D-A-D型TADF分子DMAC-PN、PXZ-PN、PTZ-PN

呈TADF发光特性的oTE-DRZ,oPXT-DRZ,3oTE-DRZ

TADF分子PXZ-AQPy

红光PXZ-AQPhPy

MR-TADF分子BCz-BN

MR-TADF分子TCz-BN

天蓝色TADF发光体3Ph2CzCzBN和CS-2COOCH3

天蓝光TADF分子TCzDFTPPO和TtBCzDFTPPO

蓝光TADF分子ptBCzPO2TPTZ

黄光TADF材料(DACz-TAZTRZ)

MeCz-TAZTRZ,tBuCz-TAZTRZ,DACz-TAZTRZ  黄光TADF-OLED

ANQDC-DMAC  红光型TADF材料

ANQDC-MeFAC  红光发射TADF分子

深蓝色TADF发射器TMCz-BO

纯有机小分子TADF发光材料 喹唑啉衍生物

TADF发光材料4HQ-PXZ,4PQ-PXZ 喹唑啉衍生物

2HQ-PXZ,2PQ-PXZ喹唑啉为受体的TADF材料

纯有机小分子TADF发光材料BTH-DMF,2F-BTH-DMF,O-BTH-DMF

芳香酰亚胺AI-Cz,AI-TBCz  TADF材料

延迟荧光的研究现状;​荧光的产生过程;延迟荧光光谱(提供光电名词一文解析)

延迟荧光的研究现状

热激活延迟荧光(TADF)材料是继有机荧光材料和有机磷光材料之后发展的第三代有机发光材料。该类材料一般具有小的单线态三线态能级差(DEST),三线态激子可以通过反系间穿越转变成单线态激子发光。这可以充分利用电激发下形成的单线态激子和三线态激子,器件的内量子效率可以达到100%。同时,材料结构可控,性质稳定,价格便宜无需贵重金属,在OLEDs领域的应用前景广阔。


荧光的产生过程

延迟荧光的研究现状;​荧光的产生过程;延迟荧光光谱(提供光电名词一文解析)

延迟荧光光谱

磷光发射强度是发射波长的函数的图形表示。-磷光光谱总在荧光光谱的长波方向。

磷光光谱是激发三重态的重要物理性质,可确定T1态的电子组态及能量

➢T1态是(π π*)时,磷光光谱对重原子效应敏感;

➢T1态是(n π*)时,磷光光谱对重原子效应不敏感;

延迟荧光的研究现状;​荧光的产生过程;延迟荧光光谱(提供光电名词一文解析)

上海金畔生物科技有限公司提供金属配合物,热激活延迟荧光(TADF)材料,聚集诱导延迟荧光(AIDF)材料,聚集诱导发光AIE材料的定制合成

2'-N-苯并咪唑基-3,5-(9H)二咔唑基联苯(o-mCPBI)

3'-N-苯并咪唑基-3,5-(9H)二咔唑基联苯(m-mCBI)

4'-N-苯并咪唑基-3,5-(9H)二咔唑基联苯(p-mCPBI)

2-2-(4”-叔丁基-苯基)-1,3,4-噁二唑基-3,5-(9H)二咔唑基联苯(o-mCPtBuOXD)

3'-2-(4”-叔丁基-苯基)-1,3,4-嗯二唑基-3,5-(9H)二咔唑基联苯On-mCPtBuOXD)

4'-2-(4”-叔丁基-苯基)-1,3,4-噁二唑基-3,5-(9H)二咔唑基联苯(p-mCPtBuOXD)

2,5-二-4'(3”,5”-二咔唑-9-基-1”-溴苯)苯基-1,3,4-嗯二唑(mCP-p-OXD)

2,5-二-3’(3”,5”-二咔唑-9-基-1”-溴苯)苯基-1,3,4-嗯二唑(mCP-m-OXD)

2,5-二-2’(3”,5”-二咔唑-9-基-1”-溴苯)苯基-1,3,4-噁二唑(mCP-o-OXD)

基于二苯甲酮和磺酸盐的树枝状聚合物CzDMAC-DPS和DCzDMAC-DPS

TADF发射体(PTZ-DBTO2)

具有AIE性质的TADF材料 |

具有AIE性质的TADF材料 | 上海金畔生物

有机发光二极管(OLED)因其色彩鲜艳、轻薄便携而在显示、照明等领域具有良好的应用前景。有机发光材料作为OLED的核心组成部分,吸引了众多研究者的目光。因此具有聚集诱导发光(AIE)和热活化延迟荧光(TADF)的纯有机材料成为了研究热点。

具有AIE性质的TADF材料 |

其中AIE材料主要通过在聚集状态下抑制非辐射进程来提高效率,TADF材料通过三重态激子到单重态激子的反系间窜越来提高激子利用率,从而提升效率。通过基于量子力学和分子力学的计算模拟,可以更深入地了解这两种发光现象,合理指导实验分子的合成。

通过使用密度泛函理论和含时密度泛函理论计算了一系列AIE和TADF分子的基态和激发态的几何和电子结构以及影响激发态非辐射速率的参数等,对一些典型基团及一些给受体组合形式在发光效率方面的影响进行了机理上的深入分析论证,并从结构-性能关系出发进行了分子设计。

我们用量子化学计算结合分子动力学模拟的方法研究了同时具有AIE和TADF特性的邻碳硼烷衍生物1和2,分析了它们具有TADF的原因,还以分子1为例通过模拟不同状态下的聚集过程探究了其AIE现象,详细比较了晶体中、水中和薄膜中聚集的分子与孤立分子的光物理性质。

结果表明,分别占据在给体和受体上的HOMO和LUMO轨道重叠极少,导致了有利于TADF特征的小的单三态能隙。

对于AIE现象,所有聚集状态下分子S1态与S0态间给受体上的结构弛豫与孤立分子相比都极小,能够明显减少能量耗散并增强发光效率。

此外,对于孤立分子,我们推测邻碳硼烷基团会有助于给体和受体单元的自由旋转,可能对其AIE有帮助。基于1和2,我们用含有更低LUMO能级的吸电子基团替换原有受体单元的方法设计了3-6,以获得红光发射的此类材料。计算结果支持了我们的设计思路,3-6不仅为红光发射,而且也具有TADF和薄膜中的AIE性质。

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蓝光TADF分子DCzIPN

蓝光TADF分子CzoB

2CbPNl

TADF分子DABNA-1和DABNA-2

蓝光TADF分子u-DABNA

绿光材料t4CzIPN

TADF材料3DPA3CN

黄绿光TADF材料spiro-CN

绿色TADF发射极ACRFLCN

33TCzPN、34TCzPN和44TCzPN

TADF材料oPTC和mPTC

TADF材料(BT、BT2、BOX、cis-BOX2和trhais-BOX2 )

DCB-BP-PXZ,CBP-BP-PXZ, mCP-BP-PXZ 和mCBP-BP-PXZ

基于双硼的绿光分子CzDBA和tCzDBA

橙红光TADF材料4CzTPN-Ph

电致磷光材料和热致延迟荧光(TADF)材料G1CzPy,G1CzTz,G2CzTz及G2CzPy的合成路线以及结构式()

电致磷光材料和热致延迟荧光(TADF)材料能充分利用有机电致发光器件(OLEDs)中的所有单重态和三重态激子而使器件内量子效率能达到100%,具有突出的效率优势,一直是OLED领域的研究热点.

为了避免三重态激子发生浓度猝灭及激子湮灭,实现电致激子的高效率利用,磷光器件和TADF器件都须采用主客体掺杂的发光层结构.理想的主体材料应该具有高的三重态能量,适当的HOMO/LUMO能级,一定的电荷传输功能,与发光客体较好的光谱重叠.

同时含有空穴传输和电子传输功能的双偶极主体材料不但能够满足上述要求,而且相比单极性主体表现了突出的正负电荷平衡能力,被证明更有利于拓宽电荷复合区域从而提高发光效率,延缓效率滚降.

选用具有吸电子作用的吡啶或三唑基团,通过改变供体单元的种类及其相对于受体单元的比例,开发了一系列用于磷光及热致延迟荧光的主体材料.具体研究内容如下:

小分子可旋涂双偶极主体材料:按D-π-A的连接方式,将供电子的一代,二代咔唑树枝与吡啶或三唑单元相连,得到主体材料G1CzPy,G1CzTz,G2CzTz及G2CzPy.

HOMO/LUMO轨道的分离证明了G1CzPy,G1CzTz,G2CzTz及G2CzPy的双偶极传输能力.适度的共轭程度不仅有利于电荷传输,更保证了较高的三重态能量.分子的树枝状结构及表面的叔丁基赋予它们良好的溶液加工性能.

G1CzPy,G1CzTz,G2CzTz及G2CzPy的合成路线以及结构式

电致磷光材料和热致延迟荧光(TADF)材料G1CzPy,G1CzTz,G2CzTz及G2CzPy的合成路线以及结构式()

产地:上海

纯度:99%

用途:仅用于科研

供应商:上海金畔生物科技有限公司

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磷光及热致延迟荧光主体G1CzPy,G1CzTz,G2CzTz及G2CzPy

主体材料CzCzPy及CzCzTz

主体材料CzPTZPy及CzPTZTz

磷光及热致延迟荧光主体3-DCzPy及3-DCzTz

TADF材料DIC-TRz

氰基苯类热活化延迟荧光材料DMAC-PN

D-A-D型TADF分子PXZ-PN

D-A-D型TADF分子PTZ-PN

TADF分子2MeCzPN

2tBuCzPN

2PhCzPN

TADF材料4MeOCzBN

纯有机小分子TADF热激活延迟荧光发光材料BTH-DMF,2F-BTH-DMF,0-BTH-DMF的定制合成

没有有效的光物理实验和高器件结果之间的矛盾导致“热激子”热激活延迟荧光(TADF)机制仍然是一个有争议的问题。

在此,基于4,7-双(9,9-二甲基-9H-芴-2-基)-5,6-二氟苯并[c][1,2,5]噻二唑(2F-BTH-DMF)、

4,7-双(9,9-二甲基-9H-芴-2-基)苯并[c][1,2,5]噻二唑(BTH-DMF)的稳态和瞬态光物理表征以及理论计算,和5,6-二(9,9-二甲基-9H-芴-2-基)苯并[c][1,2,5]噻二唑(o-BTH-DMF)表明,所有的发射体都通过“热激子”三重态的反向系统间交叉(RISC)表现出TADF。

快速RISC工艺“热激子”机制提供了非常短的延迟寿命(1µs)。

基于这些发射器的有机发光二极管(OLED)表现出超过25%的高激子利用率,器件的电流效率为31.02 cd a−1,功率效率为27.85 lm W−1,外部量子效率为9.13%,这是报道的具有“热激子”机制的OLED的性能。

通过“热激子”三重态和短延迟寿命实现快速RISC过程的实验证据突出了具有“热激子”机制的TADF发射器,用于具有极低效率滚降的高性能OLED。

纯有机小分子TADF热激活延迟荧光发光材料BTH-DMF,2F-BTH-DMF,0-BTH-DMF的定制合成


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绿光TADF分子   

bis-PXZ-TRZ

tri-PXZ-TRZ

TB-3PXZ

TB-2PXZ

TB-1PXZ

PXZ-TRZ

DACT-II

红光TADF分子   

Da-CNBPz

Ac-CNBPz

Da-CNBQx

Ac-CNBQx

空间电荷转移型TADF分子(TSCT)

XPT

XCT

XtBuCT

B-OCz

B-OTC

Ac3TRZ3

TAc3TRZ3

纯有机小分子TADF热激活延迟荧光发光材料BTH-DMF,2F-BTH-DMF,0-BTH-DMF的定制合成

不对称TADF发光体2Cz-DPS:空间位阻不对称D-A-D'热活化延迟荧光发光体用于高效非掺杂OLED的定制合成

具有热活化延迟荧光(TADF)特性的有机发光材料,其通过从最低三线态(T1)转变为单线态(S1)的反系间窜越(RISC)来获得单重态和三重态激子的光发射,从而产生电致发光的最大内量子效率(IQE)为100%。基于TADF的发射体由供体(D)和受体(A)基团组成,具有各种结构配置,有助于实现最高占据分子轨道(HOMO)和最低未占分子轨道(LUMO)之间的分离,减少自旋交换能量(J)最终导致S1和T1(ΔEST)之间的小能隙,这有利于RISC过程。

然而,线性D-A键趋向于降低辐射跃迁振荡器强度(f)并诱导分子内D-A旋转和耗散能量的激发态分子的其他振动模式。通常将TADF发射体分散到主体材料中以减轻激子湮灭来制造高性能TADF-OLED,导致诸如复杂的制造工艺和可能的主客体相分离的问题。

基于此,科研人员为具有强固态发射特性的TADF发射器提出了一种新颖且有效的结构设计策略,其中D和A基团在邻位连接或空间上接近的D-A相互作用,从而减少振动并抑制非辐射通路。

不对称TADF发光体2Cz-DPS:空间位阻不对称D-A-D&#039;热活化延迟荧光发光体用于高效非掺杂OLED的定制合成

本文亮点:

2Cz-DPS具有双电荷转移途径(通过键合电荷转移和空间电荷转移)来延迟衰减。

✦ 设计的具有高度扭曲构象的不对称TADF发光体2Cz-DPS表现出高的PLQY作为纯膜(AIE性质)和优异的固态热稳定性。

✦ 2Cz-DPS在其他报道的非掺杂OLED中具有28.7%的创纪录高EQE

研究小结:

作者利用促进空间位阻的邻位取代基设计策略制备出了优异的AIE-TADF发射体,并证明了是高效的TADF发光体。通过键电荷转移和空间电荷转移两种分子内电荷转移途径,增强了辐射跃迁振荡器的强度,加速了快速衰变,并且借助于非绝热耦合可以获得更快的延迟衰减。所设计的化合物2Cz-DPS在薄膜状态下具有较高的固态PLQY和良好的热稳定性。此外,2Cz-DPS通过采用非掺杂EML系统,使TADF OLED具有28.7%的EQE优异性能。研究证实了所提出的设计策略为开发高效的TADF发射器和设备提供了新的可能性。

文章信息:A Sterically Hindered Asymmetric D-A-D’ Thermally Activated Delayed Fluorescence Emitter for Highly Efficient Non-doped Orghaiic Light-Emitting Diodes. Chem. Sci. 2019, DOI: 10.1039/c9sc01686d.

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不对称TADF发光体2Cz-DPS:空间位阻不对称D-A-D&#039;热活化延迟荧光发光体用于高效非掺杂OLED的定制合成

双极性主体材料:APCz和APDPA

蓝色TADF材料PhDMAc-C

蓝色TADF材料PhDMAc-TRZ

蓝色TADF材料PhDMAc-BP

TADF分子ACRFLCN、Spiro-CN、PXZ-TRZ

TADF分子CzT、PhCzTAZ、PXZ-OXD、2PXZ-OXD

热活化延迟荧光材料PXZ-TAZ和2PXZ-TAZ

TADF黄光材料CRA-TXO-PhCz100

CRA-TXO-PhCz50-mCP50

CRA-TXO-PhCz12.5-mCP87.5 

提供天蓝光TADF分子TCzDFTPPO和TtBCzDFTPPO的定制合成:利用氢键优化白光热激发延迟荧光体系中的电荷转移激子分配的相关研究

热激发延迟荧光(Thermally activated delayed fluorescence, TADF)材料及其有机电致发光二极管(Orghaiic light-emitting diodes, OLED)因其兼顾100%激子利用效率、低成本和环境友好的特点而受到广泛关注,并取得了突飞猛进的发展。

科研人员通过在蓝光TADF分子中引入氟原子构建分子间氢键网络和电荷转移(Charge trhaisfer, CT)通道,进而引入位阻基团微调CT作用强度,实现了定域和离域CT激子的平衡,进而获得了EQE超过20%且白光色纯度和稳定性高的全TADF WOLED。

多数TADF材料是具有给受体(Donor-Acceptor, D-A)结构的有机分子,具有强的分子内和分子间CT效应。CT效应促进了反向系间窜跃和延迟荧光(Delayed fluorescence, DF)发射,是TADF材料和器件利用三重态激子发光的基础。这两种CT效应分别产生了定域和离域CT激子。就互补色WOLED中的蓝光TADF分子而言,前者具有强的空穴-电子耦合,有利于实现快速有效的激子辐射及精确的发光颜色调控,但在蓝-黄光能量传递过程中往往伴随严重的能量损失;后者的空穴-电子耦合则明显减弱,不利于激子辐射发光,但可以通过载流子迁移和直接俘获等方式显著增强黄光发射,但同时降低了白光色纯度和稳定性。显然,如果能够将定域和离域CT激子的优势整合起来,有望兼顾器件效率和白光色纯度。
该研究团队以咔唑或叔丁基咔唑为受体,以三苯基膦氧为给体,进而在桥接苯基上对称地引入两个氟原子,构建了两种天蓝光TADF分子TCzDFTPPO和TtBCzDFTPPO
提供天蓝光TADF分子TCzDFTPPO和TtBCzDFTPPO的定制合成:利用氢键优化白光热激发延迟荧光体系中的电荷转移激子分配的相关研究
单晶堆积结构显示,处于分子对称轴上的两个氟原子有效形成了分子间氢键网络。同时,膦氧受体外突的构型和更大的位阻导致分子间相互作用的局部差异性,从而提高了氢键网络的稳定性,使之在薄膜状态下得以保持。基于TCzDFTPPO三聚体的TDDFT拟合结果表明强的F—H氢键作用导致三聚体的最高被占轨道(Highest occupied molecular orbital, HOMO)和最低未被占轨道(Lowest unoccupied molecular orbital, LUMO)分别处于两个远离的分子上,从而形成高度离域的CT激发态。
同时,分别利用叔丁基的推电子作用和位阻效应,增强TtBCzDFTPPO的分子内CT效应,并抑制分子间CT作用。因此,虽然TCzDFTPPO和TtBCzDFTPPO的激发态能级相近,TtBCzDFTPPO的单重态-三重态劈裂能(ΔEST)降低约60%,且单重态激发态定域性得到增强,因而跃迁振子强度和辐射跃迁速率明显增加,发光量子产率(PLQY)也从TCzDFTPPO的35%提高到68%。
更为有趣的是,当与黄光TADF分子4CzTPNBu共掺时,在低4CzTPNBu浓度下,与TCzDFTPPO相比,TtBCzDFTPPO的自激发光(Prompt fluorescence, PF)和DF中,蓝光成分的比例较高,且寿命变化较小。
显然,TtBCzDFTPPO增强的激发态定域性避免了过度的蓝-黄光能量传递,因而,在低4CzTPNBu浓度下能够限制蓝光组分PLQY的下降,获得了高达90%的白光PLQY。这一现象在器件中也得到验证。TtBCzDFTPPO的WOLED具有出色的白光质量和光谱稳定性,其中蓝光组分的强度明显大于基于TCzDFTPPO的对照器件。
同时,前者的EQE达到22.3%,且在500 cd m-2亮度下仍能保持在19.0%。上述结果表明高效白光TADF体系的开发需要建立在对分子CT激发态合理优化的基础上,尤其是CT激子在单分子和聚集体中的不同行为对多组分白光体系的性能有至关重要的影响。这一工作为突破TADF技术在白光器件中的应用瓶颈,推动TADF材料和器件在照明领域的产业化开辟了新的方向。

相关结果发表在Advhaiced Functional MaterialsDOI: 10.1002/adfm.201908568)上。本文的第一作者为黑龙江大学硕士研究生孙佳南梁倩倩,通讯作者为许辉教授和魏莹博士。


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具有热诱导迟荧光的9,10-二氢吖啶共聚物的设计

5H-茚并[1,2-b]吡啶-5-酮(IP)衍生物,TADF材料

D-π-A型结构的同分异构体IP-6-PhCz

IP-7-PhCz

IP-8-PhCz

IP-9-PhCz

IP-6-TPA

IP-7-TPA

IP-8-TPA

IP-9-TPA

咔唑衍生物2,3,5,6-四咔唑-4-氟苯腈(CyFbCz)

基于双苯砜为核心受体单元的咔唑类树枝状TADF分子

4,4'-对(3,6-二叔丁基咔唑)二苯基砜(G1)

4,4'-对-3,6-二(3,6-二叔丁基咔唑)咔唑二苯基砜(G2)

基于DBNA骨架的TADF分子结构m-AC-DBNA,p-AC-DBNA,m'-AC-DBNA的定制合成


近来,不含贵金属元素同时兼有热活化延迟荧光特性(TADF)的有机材料在有机发光二极管(OLEDs)中受到了广泛关注,因为它能够在热能驱动下实现反向系间窜越过程将三线态激子转变为单线态激子进而发生荧光辐射,实现接近100%的器件激子利用率。同时,由于其高效、低成本和易于制备等优点而被认为最具发展潜力的有机发光材料之一。该类TADF材料设计时,要求材料的占据分子轨道(HOMO)与最低未占据分子轨道(LUMO)能够有效分离从而减小单线态-三线态分裂能(ΔEst)。一般地,将具有电子给体-受体型的TADF材料掺杂到宽带隙的主体基质中以抑制OLEDs器件因浓度湮灭或聚集引起激子损失,从而实现器件的高效发光

然而,掺杂型的OLEDs器件需要复杂的器件结构和精准的制备工艺,以确保器件发光颜色和效率的可重复性。因此,为简化OLEDs器件结构和工艺,现亟需开发一种在非掺杂条件下具有极小的浓度湮灭效应的材料体系,实现具有更低效率滚降的高效非掺杂型TADF材料。

基于DBNA骨架的TADF分子结构m-AC-DBNA,p-AC-DBNA,m&#039;-AC-DBNA的定制合成

基于DBNA框架的TADF发射体化学分子结构

   含硼的多环芳烃有机分子因具有独特的光物理性质、良好的热稳定性、刚性的平面结构以及结构易修饰等特点,在光电领域中展现出广阔的应用前景。

本工作中,作者采用同分异构的策略合成了三种含硼TADF发光材料,即m-AC-DBNA,p-AC-DBNA和m'-AC-DBNA(上图),具体结构是将作为电子给体的两个二甲基吖啶(AC)单元引入到作为电子受体的硼嵌入刚性骨架的间位和对位。实验结果表明,给体基团的取代位置显著影响该类发光材料的热稳定性、光物理性质以及电致发光性能。其中,对位取代化合物(p-AC-DBNA)表现出较高的热稳定性、较高的光致发光量子效率、较小的ΔEst、较短的延迟荧光寿命以及快的反向系间窜越速率(>10^6每秒)。

此外,基于p-AC-DBNA作为掺杂和非掺杂型发光层制作的天蓝色OLEDs器件,均实现了高的发光效率和低的效率滚降,外量子效率分别达到21%和14%此研究通过同分异构的策略为优化热活化延迟荧光材料的光电特性和提升器件性能提供了可行的途径,并进一步揭示了延迟荧光寿命与OLEDs器件效率滚降之间的关系(下图)。

基于DBNA骨架的TADF分子结构m-AC-DBNA,p-AC-DBNA,m&#039;-AC-DBNA的定制合成

文章在线刊登的截图

   我在设计这张封面的时候将文章中三个同分异构的分子结构作为主要元素,同时这些同分异构分子都散发出与文中OLEDs器件相对应的天蓝色光芒,而背景颜色选为墨绿色与之搭配。图面中,我还增添了电子与空穴相结合产生激子基于对位取代分子的天蓝色OLEDs展翅的蝴蝶以及必要的辅助物体(闪电、光线、亮点)等元素以切合文章内容。其中,引入展翅的蝴蝶是因为三个同分异构分子的给体与受体之间具有一定的二面角,给体基团的摆动就类似于飞舞的蝴蝶,因此该类同分异构分子就如同蝴蝶型分子。

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基于三苯基磷氧的热激发延迟荧光蓝光客体材料

pxz-trz

bis-PXZ-TRZ

tri-PXZ-TRZ

ppz-3tpt

dhpz-2bi

dhpz-2bn

dpa-trz

ppz-dpo

pxzdso2

PPZ-3TPT、PPZ-4TPT、PPZ-DPS或PXZ-DPS、DMAC-DPS

大于约580nm且小于或等于约610nm的红色延迟荧光材料mpx2bbp

ppz-dps

dhpz-2btz

dhpz-2trz

tpa-dcpp

合成TADF特性的D-π-A型双极性主体材料TAZ-PTZ、TAZ-PXZ和TAZ-DMAC,TAZ-2PTZ、TAZ-2PXZ和TAZ-2DMAC

科研人员以1,2,4-三氮唑为受体,通过改变给体结构、给体个数以及连接方式,合成了一系列具有特殊激发态性质的双极性主体材料,通过改变主体材料中三线态激子的跃迁途径,降低磷光主体材料上的三线态激子密度,提高三线态激子利用率,最终改善PhOLEDs的稳定性及发光效率。

以1,2,4-三氮唑为受体,吩噻嗪(PTZ)、吩噁嗪(PXZ)、9,9-二甲基吖啶(DMAC)作为给体,通过改变给体的给电子能力,设计并合成了具有热激活延迟荧光(Thermally activated delayed fluorescence,TADF)特性的D-π-A型双极性主体材料,

即10-(4-(1-苯基-5-(吡啶-2-基)-1H-1,2,4-三氮唑-3-基)苯基)-10H-吩噻嗪(TAZ-PTZ)10-(4-(1-苯基-5-(吡啶-2-基)-1H-1,2,4-三氮唑-3-基)苯基)-10H-吩噁嗪(TAZ-PXZ)9,9-二甲基-10-(4-(1-苯基-5(吡啶-2-基)-1H-1,2,4-三氮唑-3-基)苯基)-9,10-吖啶(TAZ-DMAC)

材料表现出优异的热稳定性,TAZ-PTZ和TAZ-PXZ的玻璃化转变温度(T_g)分别为79和83℃,高于常用的主体材料4,4?-二(9H-咔唑-9基)联苯(CBP,T_g=62℃)。

TAZ-PTZ、TAZ-PXZ和TAZ-DMAC的E_T分别为2.51、2.75和2.82 eV。

TAZ-PTZ、TAZ-PXZ和TAZ-DMAC的占据轨道(Highest Occupied Molecular Orbital,HOMO)/最低未占据轨道(Lowest Unoccupied Molecular Orbital,LUMO)的能级分别为-5.53/-2.68、-5.43/-2.57和-5.67/-2.42 eV。

合成TADF特性的D-π-A型双极性主体材料TAZ-PTZ、TAZ-PXZ和TAZ-DMAC,TAZ-2PTZ、TAZ-2PXZ和TAZ-2DMAC

其次,为了进一步改善TADF主体材料的载流子传输特性,设计并合成了以1,2,4-三氮唑为受体,PTZ、PXZ、DMAC为给体具有对称结构的D-π-A-π-D型TADF双极性主体材料,即10,10'-((5-(吡啶-2-基)-1H-1,2,4-三氮唑-1,3-二基)双(4,1-亚苯基))二(10H-吩噻嗪)(TAZ-2PTZ)、10,10'-((5-(吡啶-2-基)-1H-1,2,4-三氮唑-1,3-二基)双(4,1-亚苯基))二(10H-吩噁嗪)(TAZ-2PXZ)和10,10'-((5-(吡啶-2-基)-1H-1,2,4-三氮唑-1,3-二基)双(4,1-亚苯基))二(9,9-二甲基9,10-二氢吖啶)(TAZ-2DMAC)。

TAZ-2PTZ、TAZ-2PXZ和TAZ-2DMAC的E_T分别为2.33、2.35和2.62 eV。

以其为主体,以Ir(ppy)_3和Ir(piq)_2acac为客体,制备绿光和红光PhOLEDs。

以TAZ-2PXZ为主体掺杂的绿光PhOLED有较好的器件性能,η_(c,max)、η_(p,max)和EQE_(max)分别为40.3 cd/A、37.6 lm/W和11.6%,在1000 cd/m~2和10000 cd/m~2下的效率滚降值分别为0.86%和23.27%。

以TAZ-2PTZ为主体制备的红色PhOLED的EQE达到13.0%,并且在1000 cd/m~2下仍然保持在11.9%,对应的效率滚降值为8.2%。

合成TADF特性的D-π-A型双极性主体材料TAZ-PTZ、TAZ-PXZ和TAZ-DMAC,TAZ-2PTZ、TAZ-2PXZ和TAZ-2DMAC

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TADF分子(SFI34pPM)

TADF分子(SFI23pPM)

TADF分子(3CzPhpPM)

咔唑衍生物2,3,5,6-四咔唑-4-氟苯腈(CyFbCz)

长波长TADF分子CAT-1

APDC-DTPA分子

发射波长分别为546 和 544 nm 的黄绿光聚合物 R-P 与 S-P

TADF共轭高分子

TADF共轭高分子poly(AcBPCz-P)

TADF共轭高分子poly(AcBPCz-DMP)

TADF共轭高分子poly(AcBPCz-TMP)

主客体MOF(Tpl@NKU-111)

基于三(三唑)并三嗪单元的蓝光TADF材料TTT-Ph-Ac

基于DBNA骨架的TADF分子结构

m-AC-DBNA

p-AC-DBNA

m'-AC-DBNA

兼具三种发光颜色转变现象和热活化延迟荧光特性的有机力致变色材料(5,7TzPmPXZ)

兼具三种发光颜色转变现象和热活化延迟荧光特性的有机力致变色材料(5,7TzPmPXZ)

目前,热活化延迟荧光(TADF)材料由于其较高的激子利用率而受到广泛关注。在热能的帮助下,其最低激发三线态(T1)激子能够克服能垒到达最低激发单线态(S1)进行发光,从而获得较高的激子利用率。研究人员将热活化延迟荧光特性引入到有机力致变色材料中,有效提高了该类材料的激子利用率。然而,具有TADF特性的多色力致变色荧光材料非常有限。


近期,有课题组通过合理的分子设计构建了一类兼具三种发光颜色转变现象和热活化延迟荧光特性的有机力致变色材料(5,7TzPmPXZ)

其中三唑并嘧啶单元作为电子受体,吩噁嗪作为电子给体,通过苯环连接的方式,实现了前线分子轨道的有效分离,从而使5,7TzPmPXZ表现出显著的热活化延迟荧光特性。


此外,5,7TzPmPXZ的固体在多种外界刺激(力,热,蒸汽等)作用下,发射波长能在黄光、橙红光以及深红光三色中可进行有效转换。

通过进一步的测试证明,5,7TzPmPXZ的多色转变源于其固体中微晶与无定型粉末间的可逆相变。

以5,7TzPmPXZ为发光层制备的溶液旋涂器件,实现了41.9 cd A-1的电流效率和14.3%的最高外量子效率,这是目前基于溶液旋涂的黄光器件的最高效率之一。此项研究不仅拓展了有机力致变色荧光材料的结构,而且为开发具有TADF特性的多色力致变色荧光材料提供了可行途径。

兼具三种发光颜色转变现象和热活化延迟荧光特性的有机力致变色材料(5,7TzPmPXZ)

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基于吩噁嗪的TADF材料分子PXZDSO2(黄光)   

TADF性能的化合物Ac-CNP    图18

m-MTDATA,cas124729-98-2

氰基作受体的TADF材料

氮杂环作受体的TADF材料

二苯砜作受体的TADF材料

二苯酮和X桥联二苯酮作受体的TADF材料

三蝶烯类TADF材料

基于三嗪基团的蓝光TADF发光材料PIC-TRZ

基于二咔唑和三嗪基团的TADF分子CC2TA分子

天蓝色TADF分子BCzT

基于三苯三嗪和咔唑衍生物的TADF材料Ph3Cz-TRZ、3Cz-TRZ和2Cz-TRZ

TADF分子m-bisCzTRZ和p-bisCzTRZ

蓝色TADF分子DCzTRZ和DDCzTRZ

23TCzTTrz、 33TCzTTrz和34TCzTTrz

TADF分子DACT-11

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Ir(Ⅲ)配合物磷光材料|绿光((mpmt)2Ir(dfppy))到红光((mpmt)2Ir(2-QA))的结构、光物理性能、电化学性能

基于咪唑并[2,1-b]噻唑衍生物为主配体的Ir()配合物磷光材料(mpmt)2Ir(dfppy)绿光材料

中文名:(3-甲基-6-苯基咪唑[2,1-b]噻唑) (2-(2,4-二氟苯基)吡啶)合铱

与传统的荧光材料相比,配合物磷光材料(mpmt)2Ir(dfppy)绿光材料具有更高的量子效率。

在整个电致发光过程中,单线态激子与三线态激子的比例为1:3,由于自旋禁阻的影响,荧光材料的内量子效率仅仅只能达到25%。而对于以铱为代表的d~6电子结构的过渡金属为核心的金属配合物,由于这些金属原子能够诱导强的自旋轨道耦合(SOC),对单重态激子和三重态激子有效利用,实现100%的理论内量子效率,显示出广泛的应用前景。

我们设计合成新型磷光铱配合物,并对配合物的结构、光物理性能、电化学性能及光致发光性能进行表征:

合成了新型主配体3-甲基-6-苯基咪唑[2,1-b]噻唑(3-methyl-6-phenylimidazo[2,1-b]thiazole,mpmt)

并选用了五种辅助配体pic3-IQA2-QApiqdfppy,合成出五种磷光铱配合物,并对配合物进行了一系列的表征检测。

结果表明,配合物实现了从绿光((mpmt)2Ir(dfppy))红光((mpmt)2Ir(2-QA))的发射

其中红光材料(mpmt)2Ir(2-QA)光量子效率达到了31.6%

其色坐标为(0.64,0.30),处于深红色发光区域,显色指数达到了72.0,色纯度也突破了80%,显示出较大的应用价值。


(mpmt)2Ir(2-QA)红光材料  (3-甲基-6-苯基咪唑[2, 1-b]噻唑) (喹啉-2-羧酸)合铱

Ir(Ⅲ)配合物磷光材料|绿光((mpmt)2Ir(dfppy))到红光((mpmt)2Ir(2-QA))的结构、光物理性能、电化学性能

 

(mtfpmt)2Ir(dfppy)  (3-甲基-6- (4- (三氟甲基) 苯基)咪唑并[2,1-b]噻唑) (2-(2,4-二氟苯基)吡啶)合铱

Ir(Ⅲ)配合物磷光材料|绿光((mpmt)2Ir(dfppy))到红光((mpmt)2Ir(2-QA))的结构、光物理性能、电化学性能

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