含萘結構的可溶性聚醯亞胺發光材料及其製備方法

2023-12-08 07:13:36

專利名稱：含萘結構的可溶性聚醯亞胺發光材料及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一類含萘結構的可溶性聚醯亞胺發光材料及其製備方法。
背景技術：
Alexandr L.Rusanov在Advance in Polymer Science，Vol.111中的一篇綜述文獻中，總結了一系列含萘結構可溶性聚萘醯亞胺的材料，但不具備發光功能。

發明內容
本發明是從分子結構設計和實際應用角度出發，合成一類含萘結構的，有機溶劑可溶的新型聚醯亞胺發光材料，其玻璃化溫度在160-300℃之間，可滿足耐高溫長期使用的需求。
本發明的內容是以發明人自己合成的含萘結構的四酸二酐和各種芳香二胺為原料，製備了一類含萘結構的，有機溶劑可溶的新型聚醯亞胺發光材料，其特徵是構成該物質的重複結構單元式為 其中10＜n＜100；Ar結構為 本發明採用的芳香二胺包括對苯二胺，4，4』-二胺基二苯碸，4，4』-二胺基二苯醚，4，4』-二胺基二苯甲烷，4，4』-亞甲基二(2-甲基苯胺)，4，4』-亞甲基二(2-特丁基苯胺)等。
本發明採用的二酐單體含有萘結構，化學名為4，4』-(4，4』-三亞甲基二哌啶基)-雙(1，8-萘二甲酸酐)，結構式為 本發明的聚合反應溫度控制在100-200℃範圍內，聚合反應時間為10-50小時，聚合反應過程可表述如下 本發明製備過程可分為二個階段第一階段預聚階段，氮氣保護下，在聚合反應器中投入含萘結構的四酸二酐和各種芳香二胺，以對氯苯酚作溶劑，喹啉為催化劑，在100-140℃下進行預聚反應，反應時間為10-12小時。然後升溫至180-200℃，繼續進行脫水環化反應，後聚反應時間為18-28小時。
第二階段產物提純階段，反應結束後，用甲醇為沉澱劑，攪拌下將聚合物沉澱出來，過濾分離，得到所需聚合物，再用DMF將聚合物溶解，用甲醇重沉澱兩次，過濾乾燥，得棕黃色或橙黃色純淨高分子量聚醯亞胺發光材料。
聚合物的結構經核磁共振譜分析得到證實。
本發明製備一類含萘結構的，有機溶劑可溶的聚醯亞胺發光材料，合成工藝簡單，易於提純，該類聚醯亞胺發光材料玻璃化溫度為160-300℃，以間甲酚作溶劑，25℃下測得固有粘度在0.16-1.50(dL/g)之間，耐熱性不低於現有可溶性聚醯亞胺材料。該類新型聚醯亞胺發光材料，可通過旋轉塗膜法在玻璃表面成膜，進行發光性能等測試。該類聚醯亞胺發光材料具有耐高溫、耐輻射、發出可見光等特點，可作為發光器件的發光材料使用。
具體實施例方式下面的實施例是對本發明的進一步說明，而不是限制本發明的範圍。
實施例1在氮氣保護下，將0.3100克(1mmol)4，4』-亞甲基-二(2-特丁基苯胺)，0.6020克(1mmol)4，4』-(4，4』-三亞甲基二哌啶基)-雙(1，8-萘二甲酸酐)，10毫升對氯苯酚和10滴喹啉加入裝有攪拌裝置、溫度計、氮氣入口、回流冷凝管的反應器中，強烈攪拌，加熱升溫反應。溫度升至140℃，反應10小時，反應體系為橙黃色透明溶液，粘度逐漸增大。然後在2小時內升溫至180-200℃繼續反應20-30小時，反應體系粘度顯著增大。反應結束後用氯仿稀釋。以甲醇作沉澱劑，將聚合物沉澱出來，過濾並抽乾。再用氯仿溶解，甲醇重沉澱兩次。最後得到的聚合物在150℃下真空乾燥24小時，即橙黃色純淨含萘結構可溶性聚醯亞胺發光材料。以間甲酚作溶劑，25℃測得固有粘度為0.168dL/g，玻璃化轉變溫度為202.7℃。該聚醯亞胺在氯仿溶液中可發射出530nm附近的綠色可見光。
實施例2在氮氣保護下，將0.2002克(1mmol)4，4』-二氨基二苯醚，0.6020克(1mmol)4，4』-(4，4』-三亞甲基二哌啶基)-雙(1，8-萘二甲酸酐)，10毫升對氯苯酚和10滴喹啉加入裝有攪拌裝置、溫度計、氮氣入口、回流冷凝管的反應器中，強烈攪拌，加熱升溫反應。溫度升至120℃，反應10小時，反應體系為橙黃色透明溶液，粘度逐漸增大。然後在2小時內升溫至180-200℃繼續反應20-30小時，反應體系粘度顯著增大，顏色有所加深。反應結束後經氯仿稀釋在甲醇中沉澱析出，過濾並抽乾。再用N，N』-二甲基甲醯胺(DMF)溶解，甲醇重沉澱兩次。將得到的聚合物在120℃真空乾燥24小時，即純淨含萘結構可溶性聚醯亞胺發光材料。以間甲酚作溶劑，25℃測得固有粘度為1.288dL/g，玻璃化轉變溫度為268.6℃。該聚醯亞胺在DMF溶液中可發射出530nm附近的綠色可見光。
權利要求
1.一類含萘結構的可溶性聚醯亞胺發光材料，其特徵是它們具有如下重複分子結構單元 其中10＜n＜100；Ar結構為
2.一類含萘結構的可溶性聚醯亞胺發光材料的製備方法，其特徵在於包括以下二個階段第一階段預聚階段，氮氣保護下，在聚合反應器中投入含萘結構的四酸二酐和各種芳香二胺，以對氯苯酚作溶劑，喹啉為催化劑，在100-140℃下進行預聚反應，反應時間為10-12小時。然後升溫至180-200℃，繼續進行脫水環化反應，後聚反應時間為18-28小時。第二階段產物提純階段，反應結束後，用甲醇為沉澱劑，攪拌下將聚合物沉澱出來，過濾分離，得到所需聚合物，再用DMF將聚合物溶解，用甲醇重沉澱兩次，過濾乾燥，可得棕黃色或橙黃色純淨高分子量聚醯亞胺發光材料。
3.根據權利要求2所述一類含萘結構的可溶性聚醯亞胺發光材料的製備方法，其特徵是所用二胺包括對苯二胺，4，4』-二胺基二苯碸，4，4』-二胺基二苯醚，4，4』-二胺基二苯甲烷，4，4』-亞甲基二(2-甲基苯胺)，4，4』-亞甲基二(2-特丁基苯胺)。
全文摘要
本發明提供了式(1)所示的一類含萘結構的可溶性聚醯亞胺發光材料。該類聚醯亞胺發光材料採用新型含萘結構的四酸二酐和各種芳香二胺為原料,喹啉為催化劑,在對氯苯酚溶劑中,通過高溫一步法製得。此類聚醯亞胺發光材料可溶於有機溶劑,並可發出530nm附近的綠色可見光,可作為發光器件的發光材料使用,應用前景廣泛。
文檔編號C08G73/10GK1371932SQ02111080
公開日2002年10月2日 申請日期2002年3月19日 優先權日2002年3月19日
發明者黃衛, 顏德嶽 申請人:上海交通大學