芳基取代1,3,4-噁二唑类衍生物具有高的电子传输性能、优异的发光性能和良好的热稳定性,是综合性能优良的电子传输材料。然而,在器件运行过程中,小分子材料存在受热晶化或相分离等缺点。针对材料应用过程中存在的问题,本论文设计合成了噁二唑小分子衍生物、POSS基杂化型噁二唑衍生物、含噁二唑聚炔共轭高分子衍生物,研究分子结构对材料的热性能、光学性能、电化学性能和能级结构的影响;并以含噁二唑聚炔共轭高分子作掺杂材料制作了共混器件,研究了不同掺杂浓度对共混器件性能的影响。主要工作内容如下:　　1.综述了电子传输材料的现状,详细介绍了噁二唑类电子传输材料的研究进展,并针对材料研究与应用中存在的不足,提出课题研究内容。　　2.设计并合成了系列具有不同烷氧链长、含噁二唑功能基团的末端炔小分子电子传输化合物,发现以Sonogashira反应合成的末端炔产率较高,易提纯,柔性链的引入有效改善其溶解性能。研究了含噁二唑功能基的末端炔和烯丙氧两类小分子化合物的光电性能。电化学研究的结果显示:该类小分子材料都表现出很高的电子亲和能和较好的电子传输性能。同时,它们的发光性能受分子结构影响:长共轭的苯乙炔噁二唑类小分子衍生物的带隙宽度较小,化合物表现出蓝光发射特性;具有CH2O间隔基团的噁二唑烯丙氧小分子衍生物带隙宽度较大,化合物发蓝紫色光。　　3.首次设计合成了较高热稳定性的POSS基噁二唑有机-无机分子杂化电子传输材料,开辟了杂化型电子传输材料新的方向,为高稳定性电子传输材料的分子设计与制备提供了新的思路。　　4. POSS基噁二唑有机-无机分子杂化电子传输材料合成研究中,对硅氢化反应机理研究发现:苯乙炔噁二唑小分子衍生物是体积较大刚性很强的基团,由于阻碍效应,有利于β产物生成;然而它与POSS笼形成的Si-C=C共轭键(π-dSi),降低了杂化分子电子云密度,表现出很强的电子效应,有利于α异构体的形成。因此,该类衍生物与T8H的硅氢反应,生成β和α两种异构体,立体选择性降低。相反,烯丙氧噁二唑小分子化合物,加成产物中的电子效应较弱,空间位阻效应占明显的优势,产物主要呈现β异构体加成物,呈现较高立体选择性。　　5.在合成有机-无机杂化POSS基噁二唑的硅氢反应过程中发现:苯乙炔噁二唑小分子衍生物与T8H的硅氢反应过程中,高投料比时加成臂数增加不明显,当投料比达到一定比例后,投料比变化对POSS基杂化型苯乙炔噁二唑衍生物的加成臂数影响较小,呈现饱和现象。烯丙氧噁二唑衍生物与T8H的硅氢加成产物中，POSS上加成臂数随投料比增加明显增加,显示可通过控制投料比有效调控杂化分子结构。　　6. POSS基杂化型噁二唑衍生物的热性能研究发现:POSS基噁二唑杂化材料呈现出很高的热稳定性,热分解温度随POSS含量增加而增大。电化学研究发现:苯乙炔噁二唑衍生物的POSS基杂化物比烯丙氧噁二唑衍生物与POSS形成的杂化物具有更低的LUMO能级,说明POSS基苯乙炔噁二唑杂化分子呈现更好的电子注入性能,这可能跟POSS笼中Si与噁二唑基团形成的σ-π共轭效应有关。可见POSS基杂化型噁二唑衍生物的电子注入能力,可以通过分子设计进行调制。　　7.以[Rh(nbd)Cl]2-Et3N为催化剂,成功地合成了可溶的、高热稳定的含噁二唑聚炔共轭高分子,丰富了功能聚炔衍生物体系。我们发现:聚合物溶解性可通过调节烷氧链长度进行调制。聚合机理和结构分析发现:铑催化合成的单取代乙炔聚合物呈现很高的链规整性,聚合主要采取插入机理;首次发现聚合物链的规整性随末端柔性链长度增长呈现先增大,后减小的趋势,存在最佳柔性链长度,主要是不同影响机理所致。当末端柔性链较短时,热致顺反异构起主要作用;当柔性链长度增长到一定长度后,柔性链旋转自由度增加,对高分子立体结构的规整影响起主要作用的结果。　　8.聚合物的性能与结构关系研究发现:噁二唑基团引入到聚炔高分子较大地改善了高分子的热稳定性,为高热稳定性功能聚炔分子设计提供了新的思路;π电子共轭结构的聚炔主链与电子传输性能较好的二苯基噁二唑的连接,有效提高了噁二唑分子电子传输特性,证实了我们设计思想:“π电子共轭的一维聚炔结构,就像分子导线一样,将可能有利于噁二唑分子电子传输性能的提高”。同时发现分子的电子注入能力随烷氧链长度缩短而增加,主要与末端烷氧链的屏蔽效应有关。该研究不仅丰富功能聚炔体系,而且为可溶性高热稳定新型电子传输高分子材料的分子设计奠定了基础。　　9.以该聚合物为掺杂材料的单层和双层器件的研究结果表明:掺杂适量的含噁二唑聚炔共轭高分子材料的共混器件性能明显提高,开启电压明显降低;对于研究的器件材料体系和结构,当掺杂浓度达到20％(Wt％)时,器件发光亮度增加2倍,发光效率提高了1倍,显示含噁二唑的功能聚炔可能是一种很有发展前景的电子传输材料。