一种含蒽醌结构的超枝化聚酰亚胺及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种含蒽醌结构的超枝化聚酰亚胺及其制备方法，该含蒽醌结构的超枝化聚酰亚胺的结构式为：

【技术实现步骤摘要】
一种含蒽醌结构的超枝化聚酰亚胺及其制备方法
本专利技术涉及含蒽醌结构的聚合物，具体涉及一种含蒽醌结构的聚酰亚胺及其制备方法。
技术介绍
蒽醌是一种醌类化学物，已知蒽醌与其衍生物具有光致变色性能(TajimaM，KeatLE，MatsunagaK，YamashitaT.Photochromismof1-phenoxyanthraquinones.JournalofPhotochemistryandPhotobiologyA：Chemistry，1993，74，211-219)，电致变色性能(YaoB，ChenF，JiangH，ZhangJ，WanX.Isomereffectonthenear-infraredelectrochromismofanthraquinoneimides.ElectrochimicaActa，2015，166，73-81.)或压致变色性能(ChenFK，ZhangJ，WanXH.Designandsynthesisofpiezochromicmaterialsbasedonpush-pullchromophores：amechanisticperspective.Chemistry-AEuropeanJournal，2012，18，4558-4567)。利用它们的光致变色性能可用于信息存储和光记录等领域；利用它们的电致变色性能可用于电致变色窗、电致变色眼镜、汽车防眩目后视镜、高分辨率光电摄像器材、光电化学能转换/储存器、军事伪装、装饰材料等领域；利用它们的压致变色性能可用于应力传感、信息存储、商品防伪和发光器件等领域。蒽醌与其衍生物的应用主要是将它们溶解在溶剂中或分散在聚合物中。也有研究人员将蒽醌结构引入聚合物中，从而可以通过喷雾或流延等方法制备大面积薄膜并拓展它们的应用。聚酰亚胺是聚合物主链上含有酰亚胺环的一类聚合物，其具有极佳的耐高低温性能、机械强度高、耐辐照性好等优点。Hisao等将蒽醌结构引入聚酰亚胺主链中，其显示出优异的耐热性和电致变色性能，而且电致变色后的颜色为电致变色领域中比较少见的鲜艳的粉红色((1)HisaoSH，LinJY.Synthesisandelectrochromicpropertiesofnovelaromaticfluorinatedpoly(ether-imide)sbearinganthraquinoneunits.JournalofFluorineChemistry2015，178，115-130；(2)HsiaoSH，KungYR.Synthesisandpropertiesofnewaromaticpolyimidescontainingredox-activeanthraquinonemoieties.PolymerInternational2013，62，573-580)。但是，由于聚酰亚胺刚性的链结构，制备的含蒽醌结构的聚酰亚胺溶解性差，只有少数几种在加热条件下能够溶解在高沸点的极性溶剂中。Mehdipour-Ataei等将蒽醌结构作为侧基引入聚酰亚胺中，由于侧基的引入能够增加聚酰亚胺分子链之间的距离和扰乱分子链排列的规整度，得到的含蒽醌结构的聚酰亚胺在室温下能够溶解在几种高沸点的极性溶剂中(Mehdipour-AtaeiS，ArabiH，Bahri-LalehN.Newsoluble，thermallystablepoly(amide-imide)scontainingcardoanthraquinoneunit.EuropeanPolymerJournal，2006，42，2343-2351)。但是由于蒽醌与聚酰亚胺主链之间是通过热稳定性较差的酰胺基团连接，以致含蒽醌结构的聚酰亚胺的耐热性不佳。
技术实现思路
针对上述技术现状，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种含蒽醌结构的超枝化聚酰亚胺，其溶解性好、热稳定性高。所述含蒽醌结构的超枝化聚酰亚胺具有如下结构：其中，n为大于3的整数；在耐热性方面，玻璃化转变温度为241～263℃，空气氛围下5％热分解温度为514～527℃，氮气氛围下5％热分解温度为536～542℃；在溶解性方面，室温下不仅能够溶解于常用的高沸点的有机溶剂，如N，N′-二甲基甲酰胺、N，N′-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮和邻二氯苯，也能溶解于常用的低沸点的有机溶剂，如氯仿、四氢呋喃、二氯乙烷等；在可加工性方面，能够将其与溶剂配置成溶液再通过喷雾法或流延干燥制备薄膜；此外，其还具备良好的电致变色性能。本专利技术还提供一种所述含蒽醌结构的超枝化聚酰亚胺的制备方法，反应式如下：具体过程为：(1)将3，5-二羟基-4’-氨基二苯醚与4-氟代苯酐加入冰乙酸或者极性溶剂与带水溶剂的混合溶剂中，回流反应2～24小时，反应结束后，倒入乙醇中，并采用乙醇重结晶，得到N-[4-(3，5-二羟基苯氧基)苯基]氟代酞酰亚胺。(2)将N-[4-(3，5-二羟基苯氧基)苯基]氟代酞酰亚胺加入含二甲基叔丁基氯硅烷和咪唑的二氯甲烷中，室温反应2～36小时，反应结束后，过滤，将滤液中的二氯甲烷除去得到固体，固体采用正己烷重结晶，得到N-[4-(3，5-二(二甲基叔丁基硅氧基)苯氧基)苯基]氟代酞酰亚胺。(3)在氮气或氩气保护下，将N-[4-(3，5-二(二甲基叔丁基硅氧基)苯氧基)苯基]氟代酞酰亚胺加入含氟化铯催化剂的二苯砜中，搅拌并升温至150～240℃，反应10分钟～24小时。(4)在氮气或氩气保护下，向第三步的反应体系中，加入2-氟代蒽醌，搅拌并升温至150～240℃，反应10分钟～24小时。反应结束后冷却至室温，加入可溶性溶剂，过滤除去不溶的物质，将滤液倒入甲醇或乙醇中，过滤收集沉淀，干燥得到含蒽醌结构的超枝化聚酰亚胺。作为优选，所述的极性溶剂可选用N，N′-二甲基甲酰胺、N，N′-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮、γ-丁内酯、环丁砜中的一种。作为优选，所述的带水溶剂可选用甲苯、二甲苯、邻二氯苯中的一种。所述的可溶性溶剂为至少能溶解所述的含蒽醌结构的超枝化聚酰亚胺的溶剂，作为优选，可选用N，N′-二甲基甲酰胺、N，N′-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮、γ-丁内酯、环丁砜、邻二氯苯、氯仿、二氯乙烷或者四氢呋喃中的一种。作为优选，所述的3，5-二羟基-4’-氨基二苯醚与4-氟代苯酐的摩尔比为1比1。作为优选，所述的N-[4-(3，5-二羟基苯氧基)苯基]氟代酞酰亚胺与二甲基叔丁基氯硅烷的摩尔比为1比2。作为优选，所述的二甲基叔丁基氯硅烷与咪唑的摩尔比为1比1。作为优选，步骤4中所述的2-氟代蒽醌与步骤3中所述的N-[4-(3，5-二(二甲基叔丁基硅氧基)苯氧基)苯基]氟代酞酰亚胺的摩尔比为1比1。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术提供的含蒽醌结构的超枝化聚酰亚胺的分子链之间缠结小，溶解性好，从而可采用喷雾法和流延干燥制备成膜；其次，其结构中的化学键稳定，热稳定性好；此外，其制备过程简便。附图说明图1是本专利技术应用例所述的电致变色器件的剖面图。图中，1和2是玻璃基底；3和4是玻璃基底上镀的透明导电材料；5是边框胶；6是填充电致变色介质的空腔。具体实施方式以下结合具体实施例对本专利技术作进一步详细描述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含蒽醌结构的超枝化聚酰亚胺，其特征在于，所述的含蒽醌结构的超枝化聚酰亚胺具有如下结构式：

【技术特征摘要】
1.一种含蒽醌结构的超枝化聚酰亚胺，其特征在于，所述的含蒽醌结构的超枝化聚酰亚胺具有如下结构式：其中，n是大于3的整数。2.一种根据权利要求1所述的含蒽醌结构的超枝化聚酰亚胺的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)由3，5-二羟基-4’-氨基二苯醚与4-氟代苯酐反应制得N-[4-(3，5-二羟基苯氧基)苯基]氟代酞酰亚胺；2)由N-[4-(3，5-二羟基苯氧基)苯基]氟代酞酰亚胺，二甲基叔丁基氯硅烷与咪唑反应制得N-[4-(3，5-二(二甲基叔丁基硅氧基)苯氧基)苯基]氟代酞酰亚胺；3)在无氧条件下，将N-[4-(3，5-二(二甲基叔丁基硅氧基)苯氧基)苯基]氟代酞酰亚胺、氟化铯和二苯砜加入反应容器中，搅拌并升温至150～240℃，反应10分钟～24小时；4)在无氧条件下，向步骤3)中的反应容器加入2-氟代蒽醌，搅拌并升温至150～240℃，反应10分钟～24小时；反应结束后加入N，N′-二甲基甲酰...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹贞虎，胡珊珊，
申请(专利权)人：宁波祢若电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33