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荧光聚合物在传感检测、生物成像、发光显示、聚合物可视化表征等方面均具有重要应用前景，一直是聚合物领域的研究热点。迄今，一系列制备荧光聚合物的方法已被报道。其中主要思路之一，是基于聚集诱导发光机理合成各类荧光聚合物；另一类思路是将平面刚性共轭基团如芘基及其衍生物引入聚合物结构中，形成激基缔合体进而获得高效荧光性能。尽管相关研究已取得显著进展，然而普遍存在制备工艺复杂、通用性差等不足。如何从普通商业化聚合物树脂出发，以相对简单通用的方法制备荧光聚合物材料，仍具挑战。最近，浙江工业大学徐立新/叶会见课题组在研究功能性超支化聚 合成及相关应用过程，发现了一类超支化聚合物链形态增强的激基缔合发光效应（图1），基于该原理，可利用自主设计合成的含芘超支化聚 三元共聚物对商业化聚合物树脂物理改性，在极低的芘基浓度下获得高效稳定的荧光性能。同时，该思路显示出很好的通用性，可推广至一系列普通商业化聚合物树脂体系。相关研究为聚合物发光材料制备提供了通用新思路。
图1.超支化链形态增强的激基缔合发光效应
该研究首先利用链行走 共聚反应和ATRP技术相结合，设计合成了一系列含芘超支化星形共聚物（图2）。这类超支化共聚物以具有近似球形链结构的超支化聚 为结构基础，同时引入少量芘端基和所需的第二聚合物侧链，包括 聚合物、聚苯 、聚 、含氟聚合物等，通过 聚合温度、单体投料浓度及ATRP时间的改变，可有效调控共聚物结构参数，具有合成工艺简单、可设计性强的特点。图2.含芘超支化星形共聚物的合成（以HBPE
PyPGMA为例）研究显示，这类超支化星形共聚物的外观状态不同于普通超支化聚 ，后者由于链段比较柔顺，难结晶，常温下呈半流动状，由于引入了第二聚合物侧链，所得共聚物则呈现固态，同时在UV辐照下可显示出高效荧光性能（图3）。这是由于少量芘端基存在于超支化聚 球形链结构的外侧表面，可高效形成分子内/分子间激基缔合体，进而显示高效稳定的荧光性能，这表明该类超支化星形共聚物本身可直接作为聚合物固态荧光材料。图3.HBPE
PyPGMA在UV辐照下的外观进一步研究发现，该类含芘超支化星形共聚物在溶液体系中，相比小分子含芘化合物显示出更强的激基缔合发光强度（图4），在同样的芘基浓度下，超支化体系的IE/IM值显著高于小分子体系，证实了超支化链形态可有效促进芘端基形成激基缔合发光体（图5）。同时将该类含芘超支化星形共聚物加入商业化聚合物树脂中，上述超支化增强激基缔合发光效应也同样存在，而且由于第二聚合物侧链存在，所述超支化星形共聚物可均匀分散于对应聚合物树脂中，使后者在很低的芘浓度下即可显示出高效稳定的荧光性能。图4.HBPE
PyPGMA在溶液体系中的荧光行为图5.超支化链形态增强激基缔合发光效应的相关机理
此外，该思路显示出很好的通用性，通过在所述超支化聚 结构中引入各类所需第二聚合物侧链，可从各类商业化聚合物树脂出发，制得一系列荧光聚合物材料，包括荧光 树脂、荧光EVA弹性体、荧光聚苯 、荧光有机玻璃等（图6）。图6.利用本思路从商业化树脂制备荧光聚合物材料（通用性思路）
利用该思路制备荧光聚合物材料，具有如下特色和优点：
其一，基于独特的超支化链形态增强激基缔合发光效应，可在较低的发光基团浓度下赋予聚合物材料以高效稳定的荧光性能；
其二，借助超支化聚合物丰富的支链末端易于功能化修饰的优势，可针对性地引入所需的第二聚合物侧链，进而可从商业化聚合物树脂出发，以物理改性手段获得一系列荧光聚合物材料，显示出优异的可设计性和通用性；
其三，通过进一步发挥超支化聚合物的结构性能优势，例如纳米分散、流变促进、多功能修饰等，可望将荧光性能和其它功能组合在同一聚合物材料中，为多功能型荧光聚合物材料的制备提供思路。
此外，这一思路也有利于促进聚烯烃材料高端化、功能化改性应用。
该研究结果最近以“AUniversalStrategyforProducingFluorescentPolymersBasedonDesignerHyperbranchedPolyethyleneTernaryCopolymers”为题发表于高分子领域国际知名期刊《Macromolecules》杂志，浙江工业大学材料学院在读博士生宋晋伟和硕士生何杰为论文 作者，徐立新教授和叶会见副教授为论文通讯作者。本工作得到了国家自然科学基金（,）、浙江省重点研发计划项目（C）、浙江省自然科学基金（LTZ20E）以及浙江工业大学平湖新材料研究院等平台条件支持。论文链接：