Введение к работе
Актуальность работы. В настоящее время известно большое количество органических веществ, способных преобразовывать энергию электронного возбуждения (э.э.в.) в излучение в видимой и ближней инфракрасной областях спектра. Они нашли широкое применение во многих отраслях техники: лазерной, вычислительной, радиометрической, фотографической и т.д. Однако, несмотря на это непрерывно ведутся работы по созданию новых флуорофоров, поскольку имеющиеся обладают рядом существенных недостатков. К ним относятся низкая термо- и радиационная стойкость, недостаточная устойчивость к действию агрессивных сред и миграция флуорофорвдх добавок из полимерной матрицы. Поэтому представляется весьма актуальным создание высокоэффективных флуоресцирующих полимеров, которые в значительной мере лишены недостатков, присущих низкомолекулярным органическим флуорофорам.
Разработка методов синтеза полимеров, растворы которых флуоресцируют с высоким квантовым выходом при комнатной температуре, представляет интерес не только в практическом аспекте, но и с научной точки зрения, так как обуславливает возможность получения корректных количественных результатов при исследовании процессов поглощения света и деградации э.э.в. в макромолекулах.
Для придания полимерам способности излучать свет в их основную или боковую цепь вводят флуоресцирующие фрагменты. Однако, ни полиме-ризационные, ни поликонденсационные полимеры с собственной флуоресценцией не нашли практического применения в областях, традиционных для индивидуальных органических флуорофоров. Этот факт объясняется низким квантовым выходом флуоресценции (ф)' растворов полимеров, который в большинстве случаев не превышает 5%. Существенные безызлуча-тельные потери энергии в известных высокомолекулярных флуорофорах, по-видимому, связаны с колебательным и вращательным движением сегментов гибкой полимерной цепи. С этой точки зрения для создания эффективных полимерных флуорофоров значительный интерес могут представлять кесткоцепные полимеры. Поэтому в данной работе объектами исследования являются полишиффовы основания (ІШЮ-), относящиеся к классу полиазоме-тинов и обладающие большой термодинамической жесткостью.
Согласно немногочисленным публикациям синтезированные до настоящего исследования ароматические ГШЮ либо вообще не флуоресцируют, либо излучают в виде порошков или замороженных растворов при 77 К. Основным фактором, определяющим их флуоресцентные свойства, является наличие -CH=N- группы с недоделанной электронной парой на атоме азо-
та.
Новизна предложенного в данной работе подхода заключается в том, что на стадии синтеза в основную цепь ПШО вводятся флуоресцирующие фрагменты - остатки диамкнов-флуорофоров, которым и принадлежит основная роль в процессах поглощения и излучения света.
Цель исследования. Целью настоящей работы явилась разработка методов направленного синтеза растворимых эффективно флуоресцирующих ШО, установление взаимосвязи структуры полученных соединений с их спектрально-флуоресцентными свойствами, изучение влияния природы растворителя на оптические характеристики растворов полимеров.
Научная новизна. Впервые получены ПШО, содержащие в основной цепи ароматические или гетероциклические флуорофорные фрагменты. Показана возможность синтеза эффективно флуоресцирующих полимеров, ф которых в растворе при комнатной температуре превышает 50%. Изучены спектральные свойства синтезированных соединений в растворителях протонного и апротонного типа и установлено, что области поглощения и излучения растворов полимеров определяются как строением флуорофорно-го фрагмента, так и природбй растворителя. Установлена прямая корреляция мевду выбранным критерием жесткости (сегмент Куна) и квантовым выходом флуоресценции растворов в ряду ПШО с одинаковым исходным диамином-флуорофором.
" Практическая ценность. Полученные результаты могут быть использованы:
в ядерной физике для создания радиационностойких, эффективных сцингилляциошшх детекторов;
в энергетике для создания концентраторов солнечной энергии;
при разработке волоконно-оптических линий связи;
в' квантовой электронике при создании активных лазерных сред;
в вычислительной технике для получнения элементов оптической записи информации.
Апробация работы. Основные положения и выводы диссертации докладывались на Городском конкурсе молодых ученых (Москва, 1990, 2-я премия), на конкурсе молодых ученых и специалистов, в ИНЭОС РАН (1990), на конкурсе научных работ в ИНЭОС РАН (1993), на VII Всесоюзном - I Международном совещании по физике, химии и технологии люминофоров "Люминофор-92" (Ставрополь, 1992), -на Межгосударственной конференции "Сцинтилляторы-93" (Харьков, 1993).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 4 статьи и получено 1 положительное решение по заявке на изобретений.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, каждая из которых разбита на разделы и подразделы, выводов, списка литературы и приложения. Полный объем работы составляет *1Ц стр. машинописного текста. Иллюстрационный: материал включает 23 рисунков и ІГтаблиц, библиография --/icf наименований.
