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给体(D)-受体(A)型共轭聚合物具有较强的分子间作用力，是最重要的高迁移率有机半导体材料品种之一，而直接芳基化缩聚是正在发展中的绿色、高效和原子经济型共轭聚合物合成新方法。但是，将该方法用于设计与合成高迁移率共轭聚合物仍在选择性和反应活性两方面面临挑战。引入氟原子不仅可以大大提高直接芳基化反应的活性，还可以将非共价键弱相互作用引入共轭主链，提高聚合物的载流子传输能力。鉴于此，本论文在噻吩的β位引入氟原子，设计并合成了3，3，4，4-四氟二噻吩(4F2T)、(E)-1，2-二（3，4-二氟噻吩）乙烯(4FTVT)和1，2-二（3，4-二氟噻吩）乙炔(4FTAT)三个多氟代噻吩衍生物，并详细研究了它们与吡咯并毗咯二酮(DPP)和异靛蓝(IID)衍生物的直接芳基化缩聚反应以及所得D-A型共轭聚合物的半导体性质，发现4F2T、4FTVT和4FTAT均具有高的直接芳基化反应活性，在低单体浓度和较短聚合时间时，即可获得高分子量的高迁移率共轭聚合物。主要成果与创新点如下: (1)通过4F2T、4FTVT和4FTAT与二溴代的DPP单元的直接芳基化缩聚成功合成了系列高分子量D-A型共轭聚合物。氟原子的引入降低了聚合物的前线轨道能级，使这些聚合物均具有双极传输特性。聚合物的有机薄膜晶体管(OTFT)性能还与多氟代噻吩衍生物的结构、烷基链结构以及器件结构相关。含4FTVT的共轭聚合物迁移率最高，采用远支化点烷基侧链的聚合物DPP4FTVT的顶栅底接触(TGBC)OTFT器件的空穴和电子迁移率分别高达1.54和3.22cm2V-1s-1。 (2)在聚（二噻吩乙烯-alt-异靛蓝）的重复单元中引入0、2、4、6个氟原子，合成了四个D-A型共轭聚合物P0F、P2F、P4F和P6F，系统研究了氟代对共轭聚合物的能级和半导体性质的影响。发现在给体上引入氟原子对HOMO能级影响较大，在受体上引入氟原子对LUMO能级影响较大，在给、受体单元上同时引入氟原子可使HOMO和LUMO分别降低0.34和0.20eV。氟原子可以提高聚合物骨架的平面性，增强分子间相互作用，相比不含氟的聚合物P0F，其它三种氟代聚合物的π-π堆积距离都明显减小，edge-on的堆积也更加规整。氟代明显提高了聚合物的电子传输能力，随着氟原子数的增多，聚合物器件的电子传输的空气稳定性也逐步提高。重复单元中含六个氟原子的聚合物P6F表现出了空气稳定的双极传输特性，空穴和电子迁移率分别高达3.94和3.50cm2V-1s-1。 (3)选用两种远支化点的烷基链，通过4FTVT、4F2T或4FTAT与二氟代IID单元的直接芳基化缩聚，合成了五个可溶性“多氟代”共轭聚合物IID6F2T-C14、IID6FTVT-C14、IID6F2T-C18、IID6FTVT-C18和IID6FTAT-C18，详细研究了多氟代噻吩衍生物以及烷基链结构对聚合物性质的影响。发现相比聚合物P6F，不管是远支化点烷基链的采用还是主链骨架中多氟代噻吩衍生物的替换，聚合物都可以获得更低的HOMO能级，五个聚合物均表现出单极的电子传输特征。IID6F2T-C14、IID6FTVT-C14、IID6F2T-C18、IID6FTVT-C18和IID6FTAT-C18的TGBC OTFT器件的电子迁移率分别可达1.35、4.97、0.32、0.62和0.09cm2V-1s-1。IID6FTVT-C14具有最高的薄膜有序性和最佳的薄膜形貌，因而迁移率最高。 (4)初步研究了4F2T和4FTVT与异靛蓝和芴衍生物的直接芳基化缩聚动力学。发现该聚合反应遵循逐步聚合的机理，共聚单体在反应初期迅速被消耗。可能由于分子量较大时反应活性有所降低，D随聚合时间延长略有减小。聚合过程中没有发生脱溴、自偶联以及噻吩β位的副反应，因此，延长聚合时间可以获得高分子量共轭聚合物。