本发明专利技术属于聚合物信息存储材料技术领域，采用多元共缩聚的方法，以4,4’-二氨基三苯胺为电子给体，以1,4,5,8-萘四甲酸酐为电子受体，以9,9’-二(氨基苯基)芴为第三共聚单元，通过调节共聚单元的组成，成功制备出了一种信息存储行为宽泛可调的三元共聚型聚萘酰亚胺，结构如式(I)所示。本发明专利技术所采用的多元共缩聚法，无需特殊单体设计，采用已有单体组合即可实现材料功能，原料来源广泛，结构多样；更重要的是性能可调节性强，仅通过共聚成分改变即可实现不同的信息存储行为，有效克服了二元体系需要合成特殊单体且对材料存储行为调节能力差的弊端；很利于按需要设计具有不同存储行为的信息材料，具有很高的实用价值。
【技术实现步骤摘要】
—种信息存储行为宽泛可调的三元共聚型聚萘酰亚胺及其制备
:本专利技术属于聚合物信息存储材料
，具体涉及一种信息存储行为宽泛可调的三元共聚型聚萘酰亚胺及其制备。
技术介绍
21世纪是以信息产业为核心的知识经济时代。各种信息技术和信息设备已经成为人们日常生活中不可缺少的一部分。然而随着人类从“微电子”时代进入“纳电子”时代，传统的信息存储材料，包括磁存储、光存储和半导体存储材料(如硅、锗)，无论在器件的线宽还是存储点的大小上都已逐渐接近其应用的上限。以半导体存储为例，当前计算机单个芯片的集成度已经达到32nm线宽的水平，实验室已达到22nm，已基本上接近其理论上的上限20nm。因此，开发新的可实现高密度快速存储的信息材料以及相应的存储技术成为人们当iu亟待解决的关键问题。 在众多的材料中，具有电双稳性能的聚合物信息存储材料是当前高密度快速信息存储领域最可期许的选择之一。这类材料是依靠其在电场作用下呈现的两种不同的电稳定状态(即低态和高阻态)来实现信息存储的，具有电压驱动、读写速度快的优点；而且其功能单元的尺寸在纳米级，理论上存储点的尺寸可以小到纳米水平甚至分子水平，并可以通过叠加的方法制成具有三维结构的存储器件，因而可实现超高密度大容量快速信息存储。此外，与传统的磁、光和半导体存储相比，聚合物存储材料还具有柔性和可随意裁剪的特点，可满足当下人们对于柔性存储的需求。在该领域，聚酰亚胺材料因其优异的耐高低温性能、力学性能、化学和尺寸稳定性，成为高密度快速信息存储材料领域的重要发展方向，可望在新一代柔性信息存储材料中获得重要应用。 通过在聚酰亚胺中掺杂金属纳米粒子、富勒烯、碳纳米管、石墨烯、氧化石墨烯等来实现信息存储功能是早期主要采用的方法。但是，由于不同组分在复合薄膜中很难均匀分布，制备的存储器件往往因相分离或者粒子聚集而含有较多的缺陷。于是，人们致力于通过分子设计，将含有电子给体和受体的单元引入到聚酰亚胺大分子结构之中，依靠电子给受体之间的电荷转移来实现材料的电双稳态和信息存储。在该领域，二元缩聚，即通过含有电子给体单元的多元胺和具有电子受体功能的多元酸酐两者缩聚，是当前制备聚酰亚胺信息存储材料的主要途径。但是，分子设计受限于单体结构的种类，在该方法的研究中，有效的、可供选择的电子给体单元和电子受体单元很少，这使得其结构的可选择性和性能的可调节性受到极大的限制。在二元体系的聚酰亚胺中，为了实现不同的信息存储行为和更优的存储性能，必须要更换电子给体和受体单元，或者设计更为复杂的电子给受体结构，而这往往要经过复杂和繁琐的化学合成过程。和预期相左的是，这种通过改变给受体种类和设计新型给受体结构的做法对材料存储行为和性能的调节作用十分有限，很多时候，结构的重新设计并不能带来材料存储行为的调节和存储性能的优化，而且有时还会导致存储行为的弱化甚至消失。为此，寻找一种方便有效的方法，实现具有不同信息存储行为的聚酰亚胺信息存储材料的制备和其存储行为及性能的调节，对该领域的发展将具有十分重要的意义。 受早期掺杂法制备聚合物信息存储材料研究中，通过调节纳米填料的含量来控制材料存储行为这一研究结果的启示，在本专利技术中，我们改变了以往通过分子设计然后二元缩聚来制备聚酰亚胺信息存储材料的思路，采用共缩聚的方法，通过将几种特定的电活性单体结合在一起成功制备出了具有不同信息存储行为的共聚型聚酰亚胺基信息存储材料。通过对共聚型聚酰亚胺中各组分含量的细节调节，成功地实现了对其存储行为和性能的调节。本专利技术重点报道了以具有电子给体功能的4，4’ - 二氨基三苯胺(DATPA)、具有电子受体功能的1，4，5，8-萘四甲酸酐(NTDA)、和具有大的非共平面结构以及弱电子受体功能的9，9’ - 二(氨基苯基)芴(BAPF)为共聚单体的三元共聚型聚萘酰亚胺及其电信息存储行为，通过调节DATPA和BAPF之间的比例在0%到10%之间变化，材料的性能实现了从无电双稳态(0%和1% )、到具有动态随机存储(DRAM型)行为(2% )、到具有静态随机存储(SRAM型)行为(5% )和到具有只读型(WORM型)信息存储行为(10% )的宽泛调节。与以往的需要通过改变给受体种类和设计新型给受体结构来实现不同信息存储性能的做法相比，该方法制备过程简单，无需特殊的单体设计合成，采用已有单体的组合匹配即可实现材料制备，原料来源广泛，结构多样，最重要的是性能可调节性强，仅通过成分改变，即可制备出信息存储行为宽泛可调的聚酰亚胺柔性信息存储材料，具有极强的实际应用价值，为聚酰亚胺柔性信息存储材料的开发提供了一种简单有效的新途径。
技术实现思路
本专利技术通过多元共缩聚的方法，以具有电子给体功能的4，4’ - 二氨基三苯胺(DATPA)、具有电子受体功能的1，4，5，8-萘四甲酸酐(NTDA)、和具有大的非共平面结构以及弱电子受体功能的9，9’_ 二(氨基苯基)芴(BAPF)为共聚单体，制备出了具有电双稳态信息存储性能的三元共聚型聚萘酰亚胺。更为重要的是，仅基于一种聚酰亚胺材料，通过对其共聚组分比例的简单调节，即实现了信息存储行为的宽泛可调，并成功地制备出了具有不同存储行为(包括DRAM型、SRAM型和WORM型)的聚酰亚胺信息存储材料。有效地克服了当前所广泛采用的二元缩聚法在制备聚酰亚胺信息存储材料时，需要设计合成特定的单体结构，过程复杂、可选择结构少且对材料存储行为调节能力非常有限的弊端。该专利技术所采用的方法制备过程简单，无需特殊的单体设计合成，仅通过共聚组成改变，即可实现信息存储行为的宽泛可调，实用性强，是一种简单有效的制备聚酰亚胺柔性信息存储材料的新途径。 本专利技术所合成的三元共聚型聚萘酰亚胺的化学结构式如下: 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种信息存储行为宽泛可调的三元共聚型聚萘酰亚胺，其结构如下：
【技术特征摘要】
1.一种信息存储行为宽泛可调的三元共聚型聚萘酰亚胺，其结构如下:2.根据权利要求1所述一种信息存储行为宽泛可调的三元共聚型聚萘酰亚胺，其特征在于，其合成和存储器件制备过程如下: (I)三元共聚型聚萘酰亚胺的合成 将4，4’ - 二氨基三苯胺(DATPA)和9，9’ - 二(氨基苯基)芴(BAPF)按一定的摩尔比(标记DATAP/BAPF的摩尔比为χ)溶解在有机溶剂中，然后加入等当量的1，4，5，8-萘四甲酸酐(NTDA)，在氮气保护氛围中搅拌2~3小时，然后加入催化剂后继续在190°C~200°C反应12~15小时，...
【专利技术属性】
技术研发人员：齐胜利，叶何波，石蕾，田国峰，武德珍，
申请(专利权)人：北京化工大学常州先进材料研究院，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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