一种聚酰亚胺及其制备方法、电致变色器件技术

本发明专利技术公开了一种聚酰亚胺及其制备方法、电致变色器件，其中聚酰亚胺材料具有笼型倍半硅氧烷为封端基团。本发明专利技术的有益效果在于本发明专利技术的聚酰亚胺及其制备方法、电致变色器件引入低聚苯胺和荧光三苯胺片段将其原料制备为聚酰胺酸溶液，再引入低聚笼型倍半硅氧烷形成封端的聚酰亚胺，既赋予材料电致变色的能力，又赋予材料稳定的电致发光性，这为后续的荧光显示器和电致变色设备提供方向性指导。

A polyimide, its preparation method and electrochromic device

【技术实现步骤摘要】
一种聚酰亚胺及其制备方法、电致变色器件
本专利技术涉及电致荧光领域，特别涉及一种聚酰亚胺及其制备方法、电致变色器件。
技术介绍
电致荧光类材料大致可以分为三种类型：第一种：含有分子二元体，第二种：本质上有可切换的荧光团，第三种：形成可切换的荧光聚合物。其中，电致变色聚合物因能够快速的转换，以及简便的分子设计和良好的可加工性而非常受欢迎。在电致变色聚合物中，聚苯胺因其易于合成，高电活性和可逆酸碱掺杂/去掺杂而被广泛研究。但基于聚苯胺的电致变色器件仍然很少，主要是由于其溶解度有限和加工性差。因此，迫切需要新的改善其溶解性和可加工性的策略。
技术实现思路
本专利技术提供了一种聚酰亚胺及其制备方法、电致变色器件用以解决现有技术中由于现有基于聚苯胺的电致变色器件的溶解度和加工性能差的问题。解决上述问题的技术方案是：本专利技术提供了一种聚酰亚胺材料，具有笼型倍半硅氧烷为封端基团。进一步的，所述聚酰亚胺的一种分子结构式为：本专利技术还提供了一种聚酰亚胺材料的制备方法，按以下步骤进行：提供端羧基聚酰胺酸；将端羧基聚酰胺酸溶解于N,N'-二甲基乙酰胺中，得到第一溶液；向所述第一溶液中添加笼型倍半硅氧烷，并在温度为110℃条件下，聚合反应5h～8h，反应完成后，冷却至室温，得到具有笼型倍半硅氧烷封端的聚酰亚胺溶液；将所述聚酰亚胺溶液充分搅拌3h～5h，除去泡沫后旋涂于玻璃基板上；将所述玻璃基板置于烤箱中后进行烘烤，得到具有笼型倍半硅氧烷封端的聚酰亚胺材料。进一步的，所述笼型倍半硅氧烷为以下几种的至少一种，其分子结构式分别为：进一步的，在提供端羧基聚酰胺酸步骤中，包括将1,2,4,5-环己烷四羧酸二酐与电活性二胺单体混合；在氩气氛下，将4,40-二氨基-400-N咔唑基三苯胺和二甲基乙酰胺加入到50mL三口圆底烧瓶中；在室温下磁力搅拌进行共聚反应24-96小时后得到聚酰胺酸溶液；将得到的聚酰胺酸溶液在搅拌下倒入100mL～500mL甲醇中，产生灰色沉淀；洗涤沉淀物，真空干燥得到端羧基聚酰胺酸。进一步的，通过水和甲醇洗涤沉淀物；真空干燥的温度在300℃～475℃之间。进一步的，所述端羧基聚酰胺酸的分子结构式为：当所述笼型倍半硅氧烷的分子结构式为所述聚酰亚胺的分子结构式为：。本专利技术还提供了一种电致变色器件，包括所述聚酰亚胺材料。进一步的，所述电致变色器件包括电致变色层，其中具有电致荧光材料，所用材料为所述聚酰亚胺材料。进一步的，所述电致变色层为阳极电致变色层或阴极电致变色层。本专利技术的优点是：本专利技术的聚酰亚胺及其制备方法、电致变色器件引入低聚苯胺和荧光三苯胺片段将其原料制备为聚酰胺酸溶液，再引入低聚笼型倍半硅氧烷形成封端的聚酰亚胺，既赋予材料电致变色的能力，又赋予材料稳定的电致发光性，这为后续的荧光显示器和电致变色设备提供方向性指导。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步解释。图1是端羧基聚酰胺酸和低聚笼型倍半硅氧烷封端的聚酰亚胺在CH3CN溶液中的循环伏安图。图2是使用定量过硫酸铵氧化化合物端羧基聚酰胺酸/低聚笼型倍半硅氧烷封端的聚酰亚胺薄膜在N,N'-二甲基乙酰胺溶液的荧光光谱。图3是使用烤箱的特定制程条件一。图4是使用烤箱的特定制程条件二。图5是使用烤箱的特定制程条件三。图6是使用烤箱的特定制程条件四具体实施方式以下实施例的说明是参考附加的图式，用以例示本专利技术可用以实施的特定实施例。本专利技术所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「顶」、「底」等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本专利技术，而非用以限制本专利技术。实施例本实施例中，本专利技术的聚酰亚胺是一种基于低聚笼型倍半硅氧烷封端的化合物，添加封端的低聚笼型倍半硅氧烷形成大侧基团赋予所述聚酰亚胺材料稳定的电致发光性。所述低聚笼型倍半硅氧烷是一种无机-有机三维杂化材料，其介于硅石和聚硅氧烷的结构之间，是一种可以用于反应和掺杂的新型添加剂，其分子式为：中的至少一种。本专利技术的一实施例中，所述聚酰亚胺的一种分子结构式为：为了更加清楚的解释本专利技术，下面结合本专利技术的聚酰亚胺的制备方法对所述聚酰亚胺进行进一步的解释说明。所述聚酰亚胺的具体制备方法包括以下步骤。将干燥的沉淀物端羧基聚酰胺酸溶解于8mL～12mL的N,N'-二甲基乙酰胺中得到第一溶液，其中，所述端羧基聚酰胺酸的分子结构式为：其具体制备方法包括以下步骤：将0.1mmol至1.3mmol的1,2,4,5-环己烷四羧酸二酐与0.1mmol至1.2mmol电活性二胺单体混合。在氩气氛下，将4,40-二氨基-400-N咔唑基三苯胺和二甲基乙酰胺加入到50mL三口圆底烧瓶中，其中，所述二甲基乙酰胺从商业来源获取，并且无需进行纯化，直接使用。在室温下磁力搅拌进行共聚反应24-96小时后得到聚酰胺酸溶液。将得到的聚酰胺酸溶液在搅拌下倒入100mL～500mL甲醇中，产生灰色沉淀。用水和甲醇彻底洗涤沉淀物去除杂质，然后在300-475℃下真空干燥得到端羧基聚酰胺酸。在所述第一溶液中添加0.1mmol至1.2mmol低聚笼型倍半硅氧烷并在110℃高温下进行聚合5h～8h，冷却至室温后得到第二溶液，本实施例中，采用的低聚笼型倍半硅氧烷的分子结构式为：将所述第二溶液搅拌3h～5h除去泡沫后旋涂于玻璃基板上。将所述玻璃基板置于烤箱中后得到低聚笼型倍半硅氧烷封端的聚酰亚胺。所述低聚笼型倍半硅氧烷封端的聚酰亚胺的制程条件如图3至图6所示。其中，所述烤箱通过特定的制程条件(图3至图6)形成所述低聚笼型倍半硅氧烷封端的聚酰亚胺，具体的，低聚笼型倍半硅氧烷封端的聚酰亚胺的形成过程持续3-5h；升温速度为4-10℃，最高温度420℃—500℃，烘烤阶段分为硬烘和软烘两种方式，硬烘为直接升温到最高温度恒温1h左右降温，而软烘则是分2次及2次以上的恒温平台，最后再降温，从而实现材料在不同恒温阶段的交联和溶剂去除。本专利使用的方法包含不限于上述烘烤方式及时间区间。图3为第一次初步烘烤旋涂有所述聚酰亚胺溶液的玻璃基板的温度变化图。所述低聚笼型倍半硅氧烷封端的聚酰亚胺进入烤箱的温度为120℃并恒温保持30min，以4℃/min的速度升高至最高温度450℃并保持60min，然后以4℃/min的速度降低至120℃。图4为第二次烘烤旋涂有所述聚酰亚胺溶液的玻璃基板的温度变化图。所述低聚笼型倍半硅氧烷封端的聚酰亚胺进入烤箱的温度为120℃并恒温保持30min，以4℃/min的速度升高至最高温度475℃并保持60min，然后以4℃/min的速度降低至120℃。图5为第三次烘烤旋涂有所述聚酰亚胺溶液的玻璃基板的温度变化图。所述低聚笼型倍半硅氧烷封端的聚酰亚胺进入烤箱的温度为120℃并恒温保持30min，持续加热20min至180℃并恒温保持20min后继续加热40min至350℃并恒温保持20min，再次加热30min至450℃并恒温保持40min后降温至120℃。图6为第四次烘烤旋涂有所述聚酰亚胺溶液的玻璃基板的温度变化图。所述低聚笼型倍半硅氧烷封端的聚酰亚胺进入烤箱的温度为120℃并恒温保持15min，持续加热35min至180℃并恒温保持20min后，继续加热40min至,250℃并恒温保持20min，再次加热32min至470℃本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚酰亚胺材料，其特征在于，具有笼型倍半硅氧烷为封端基团。

【技术特征摘要】
1.一种聚酰亚胺材料，其特征在于，具有笼型倍半硅氧烷为封端基团。2.根据权利要求1所述的聚酰亚胺材料，其特征在于，所述聚酰亚胺的一种分子结构式为：3.一种聚酰亚胺材料的制备方法，其特征在于，按以下步骤进行：提供端羧基聚酰胺酸；将端羧基聚酰胺酸溶解于N,N'-二甲基乙酰胺中，得到第一溶液；向所述第一溶液中添加笼型倍半硅氧烷，并在温度为110℃条件下，聚合反应5h～8h，反应完成后，冷却至室温，得到具有笼型倍半硅氧烷封端的聚酰亚胺溶液；将所述聚酰亚胺溶液充分搅拌3h～5h，除去泡沫后旋涂于玻璃基板上；将所述玻璃基板置于烤箱中后进行烘烤，得到具有笼型倍半硅氧烷封端的聚酰亚胺材料。4.根据权利要求3所述的聚酰亚胺材料的制备方法，其特征在于，所述笼型倍半硅氧烷为以下几种的至少一种，其分子结构式分别为：5.根据权利要求3所述的聚酰亚胺材料的制备方法，其特征在于，在提供端羧基聚酰胺酸步骤中，包括将1,2,4,5-环己烷四羧酸二...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪亚民，
申请(专利权)人：武汉华星光电半导体显示技术有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42