2-1. 實驗藥品
表2-1.本實驗所用的化學藥品
藥品名稱 瓶裝 廠商
n-Butyllithium 2.5M ACROS
Styrene 1L ACROS
Tert-butyl acrylate 500ml Lancaster
PTSA 500g SHOWA
1-Bromooctane 500ml ACROS
Hydroquinone 500g ACROS
Ethanol 4L TEDIA
Bromine 100ml ACROS
4-Vinylpyridine 250ml ACROS
Palladium(Ⅱ) acetate 2g ACROS
Tri-o-tolylphosphine 5g TCI
Magnesium sulfate anhydrous 500g SHOWA Sodium hyiosulfate 500g SHOWA
表2-2.所使用的溶劑種類
溶劑 包裝 廠商
Tetrahydrofuran 4L PHARMCO
1,4-dioxane 4L TEDIA
Methyl Alcohol 4L TEDIA
Acetone 4L ACROS
Triethylamine 500ml ACROS
Toluene 4L TEDIA
Ethyl Acetate 20L GRAND
N-Hexane 20L GRAND
Dichloromethane 20L PHARMCO
無水的THF 是以金屬鈉乾燥，煮沸蒸餾而得。
無水的CH2Cl2是以CaH2乾燥，煮沸蒸餾而得。
2-2. 實驗儀器
1.真空系統 (Vacuum Line＆Schlenk Line)。
2.核磁共振光譜儀 (Nuclear Magnetic Resonance) 型號：Varian 300 型
檢驗方法：將 Sample 溶於 d-chloform 中，利用所測得之 1H 與 13C 光譜判斷化合物之結構與純度。化學位移單位為 ppm，偶合常數單 位為 Hz，並以 CDCl3為內標(1H δ = 7.24 ppm，13C δ = 77 ppm)。s 代表 singlet，d 代表 doublet，t 代表 triplet，m 代表 multiplet。
3.紫外光-可見光光譜儀 (Ultraviolet-Visible Spectrophotometer)
型號：Perkin-Elmer Lambda 9 型。
4.螢光儀 (fluorescence spectrometer) 型號：Hitachi F-4500。
5.熱重量分析 (Thermogravimetric Analysis，TGA) 型號：Du Pont TGA 2950 型。
6.示差掃描卡計 (Differential Scanning Calorimetry，DSC) 型號：SEIKO SSC 5200 DSC。
DSC 是分析熱向性液晶之熱力學性質之有效利器。使用儀器
7.偏光顯微鏡 (Polarized optical microscope) 型號：LEICA DMLP
偏光顯微鏡以兩片偏光片配合 Mettler FP900 與 FP82HT 組合 之加熱裝置，觀察樣品在加熱或冷卻過程中光學條紋之變化。可初步 判斷樣品是否具有液晶性質及其液晶相種類與溫度範圍。兩片偏光片
(下稱為 polarizer，上稱為 analyzer)的偏光角度差通常調為 90∘。偏 光顯微鏡之主要分析原理：在交叉偏光的兩片偏光片中的試樣，若是 等向性的，光無法透過，顯微鏡下呈黑暗;反之，試樣若具有雙折光 性，光則可通過，顯微鏡下可呈現條紋。液晶相較具有規則排列，為 異向性，因此具有雙折光性。
8.紅外線光譜儀(Infrared spectrrm，IR) 型號：Perkin Elmer 385 型
9.凝膠滲透分析儀(Gel Permeation chromatography ，GPC) 型號：Waters
GPC 501 儀器以 THF 為沖堤劑，以 polystyrene 為標準物。
10.旋轉塗佈儀(Spin coater) 型號：PSC-020624
11.超音波震盪儀(Ultra sonic) 型號：Branson
12.原子力顯微鏡(AFM) 型號：SPM3100 AFM
原子力顯微鏡(atomic force microscopy, AFM)又稱為掃描探針 顯微鏡(scanning probe microscopy, SPM) ，其乃利用探針與試片間相 互作用力之變化來得知試片表面的起伏資料。當探針逐漸接近欲測試
片時，首先產生吸引力。當探針更接近試片時，吸引力將轉變為排斥 力，此斥力乃由於探針針尖原子電子雲與試片表面原子電子雲相互排 斥所致。目前市面上有三種基本形式之 AFM，分別為 Contact mode、
Noncontact mode 及 Tapping mode。
2-3.合成流程
流程二
OH reflux 48 hr
2-4.合成步驟
1,4-Bi-octyloxybenzene，( A )
取 Hydroquinoline(22.80g， 0.207mole) 和 1-Bromoctane(100.00g，
0.518mole)置於 1000ml 圓底瓶中並加入磁石攪拌子攪拌，並加入 675ml 乙醇和 75ml 水，加熱到 80 °C 反應迴流 48 小時，用真空旋轉 濃縮機抽去液體，用去離子水和 CH2Cl2萃取，取有機層並加入硫酸 鎂去水，抽氣過濾除掉硫酸鎂，濃縮後用 toluene 再結晶，抽氣過濾 時，固體再用 Hexane 沖洗，洗到晶體變純白色為止，得白色晶體 24.25 g，產率 35％，光譜數據如下：
1H-NMR(ppm，CDCl3)：0.88(t，6H，-CH3)，1.28-1.43(m，20H，-(CH2)5-)，
1.70-1.79(m，4H，-CH2-)，3.89(t，4H，-OCH2-，J=6.6Hz)，6.81(s，
4H，-C6H4-)。
1,4-Dibromo-2,5-bi-octyloxybenzene，( B )
Br2
將化合物 1,4-Bi-octyloxybenzene (30.78 g，92.01 mmol)先溶於 50 ml
1H-NMR(ppm，CDCl3)：0.90(t，6H，-CH3)，1.30-1.47(m，20H，-(CH2)5-)，
1.77-1.82(m，4H，-CH2-)，3.94(t，4H，-OCH2-，J=6.6Hz)，7.08(s，
2H，-C6H4-)。
trans,trans-2,5-dioctyloxy-1,4-bis(2-[4]pyridyl-ethenyl) benzene，(C) (PBP-OC8)
先將溶液抽乾，以二氯甲烷及水萃取，收集有機層，以無水硫酸鎂除 水，過濾抽乾，以 1：1 的二氯甲烷和正己烷作管柱層析分離得黃色 固體 ( 1.6 克，2.95 毫莫耳)，產率 20%。
1H-NMR(ppm，CDCl3)：0.88(t，6H，-CH3)，1.26-1.62(m，20H，-(CH2)5-)，
1.80-1.92(m，4H，-CH2-)，4.07(t，6H，-OCH2-，J=6.6Hz)，7.10(d，
2H，CH=，J=16.0Hz ) ，7.13(s，2H，-C6H2-)，7.43(d，4H，pyridyl-H，
J=5.7Hz)，7.79(d，4H，CH=，J=16.5Hz)，8.58(d，4H，pyridyl-H，
J=5.1Hz)。
1C-NMR(ppm，CDCl3)：14.08，22.65，26.27，29.29，29.38，29.41，
31.80，69.52，110.99，120.82，126.65，126.72，127.86，145.08，150.17。
Element analysis：Calculated：C = 79.96，H = 8.95，N = 5.18。
Found：C = 79.27，H = 8.67，N = 5.16。
Diblock copolymer( PS328-b-PtBuA33)合成(E)
單體以n-BuLi 為起始劑進行陰離子聚合反應。先將 THF 50ml 加入 在附有一個雙向閥的反應瓶中，將其降至低溫攪拌 30 分鐘之後，將 n-BuLi(0.256ml,0.64mmole)加入反應瓶中低溫攪拌 30 分鐘，然後把 styrene(12ml,102.4mmole) 加 入 反 應 瓶 中 ， 反 應 完 全 後 將 tert-butyl acrylate(1.5ml,10.24mmole)加入反應瓶中，反應完全後將 MeOH 加入 反應瓶中終止反應，於強烈攪拌下將反應瓶中的溶液以滴管逐滴滴入 適量的甲醇中再沉澱，以抽氣過濾取其固體，再以適量 THF 溶解再 以相同方法做再沉澱二次，最後所得的沈澱物於 40℃下在真空烘箱 中抽乾 24 小時。得白色固體 PS328-b-PtBuA33，產率約為 87%。同理 PS304-b-PtBuA61和PS210-b-PtBuA105也是用同樣的處理方法。
1H-NMR(ppm，d-pyridine)：1.58(s，9H，-C(CH3)3)，6.78-6.88(broad，
aromatic H)。
Diblock copolymer(PS328-b-PtBuA33)的水解(F)
取 Diblock copolymer(PS328-b-PtBuA33) (1 克，0.025 莫耳)和 PTSA (0.06 克，0.25 毫莫耳)於雙頸瓶，打入溶劑 1,4-Dioxane(20ml)後，加 熱至105oC 回流反應 overnight，於強烈攪拌下將反應瓶中的溶液以滴 管逐滴滴入適量的甲醇中再沉澱，以抽氣過濾取其固體，再以適量
THF 溶解再以相同方法做再沉澱二次，最後所得的沈澱物於 40℃下 在真空烘箱中抽乾 24 小時。得白色固體 PS328-b-PAA33，產率約為 80% 。同理 PS304-b-PAA61和PS210-b-PAA105也是用同樣的處理方法。
1H-NMR(ppm，d-pyridine)：6.77-6.92(broad，aromatic H)。
單體的純化:
1. Styrene:
將 styrene 與 CaH2在氮氣下攪拌 overnight 後，利用減壓蒸餾方式 把純styrene 蒸餾出來。
2. tert-butyl acrylate:
將tert-butyl acrylate 與 CaH2在氮氣下攪拌 overnight 後，利用減壓 蒸餾方式把純tert-butyl acrylate 蒸餾出來。
2-5.
氫鍵錯合物實驗實驗主要以所合成出的雙軟段塊式高分子搭配以下 6 種質子受 體，形成氫鍵錯合物。
Proton Donor
雙軟段塊式高分子系列:
n : m = 10:1﹔n=328，m=33 n : m = 5:1﹔n=304，m=61 n : m = 2:1﹔n=210，m=105
H
n m
O OH
Proton Acceptor
1
取Poly(styrene-b-acrylic acid) (PS328-b-PAA33) (10 毫克，0.00026 毫莫耳)與 PBB-OC8 (4.85 毫克，0.0089 毫莫耳)以 1:1 當量共同溶在 THF 中，待溶液自然揮發乾後，即配成側鏈型氫鍵錯合物。
2
取 Poly(styrene-b-acrylic acid) (PS328-b-PAA33) (20 毫克，0.0005 毫莫耳)與 PBBOC8-OC8 (12 毫克，0.018 毫莫耳)以 1:1 當量共同溶在 THF 中，待溶液自然揮發乾後，即配成側鏈型氫鍵錯合物。
3
取Poly(styrene-b-acrylic acid) (PS328-b-PAA33) (20 毫克，0.0005 毫莫耳)與 PBBCN-OC8 (10.1 毫克，0.018 毫莫耳)以 1:1 當量共同溶在 THF 中，待溶液自然揮發乾後，即配成側鏈型氫鍵錯合物。
4
取Poly(styrene-b-acrylic acid) (PS328-b-PAA33) (20 毫克，0.0005 毫莫耳)與 PBT-OC8 (9.8 毫克，0.018 毫莫耳)以 1:1 當量共同溶在 THF 中，待溶液自然揮發乾後，即配成側鏈型氫鍵錯合物。
5
取Poly(styrene-b-acrylic acid) (PS328-b-PAA33) (20 毫克，0.0005
毫莫耳)與 PBBOXD-OC8 (12.3 毫克，0.018 毫莫耳)以 1:1 當量共同溶 在THF 中，待溶液自然揮發乾後，即配成側鏈型氫鍵錯合物。
6
取Poly(styrene-b-acrylic acid) (PS328-b-PAA33) (20 毫克，0.0005 毫莫耳)與 PBP-OC8 (4.86 毫克，0.009 毫莫耳)以 2:1 當量共同溶在 Chlorobenzene 中，待溶液自然揮發乾後，即配成交聯型氫鍵錯合物。
同理PS5-b-PAA 和 PS2-b-PAA 也是用同樣的配製方法。
2-6.螢光性質的量測
2-6-1UV-vis(abs) 和 Photoluminescence-solution 的量測 1.用 THF 配置 10-5-10-6M 的溶液。
2.裝到 UV cell 中放到儀器中量測 UV-vis 光譜。
3.同濃度再放到螢光分光光譜儀中量測 Photoluminescence-solution 光 譜。
2-6-2 Photoluminescence-pure film 的製備與量測 1.將樣品溶入少量的 THF 中。
2.把清洗過的玻璃放在旋轉塗佈機上，先打開真空鈕讓玻璃吸附，按 啟動鈕後開始旋轉，再調到我们想要轉速(1500rpm)。
3.將配好的溶液滴在玻璃基板上，按啟動鈕旋轉 30 秒。
4.將真空鈕關閉玻璃即可拿起製膜完畢。
5.再放到螢光分光光譜儀中量測 Photoluminescence-pure film 光譜。