含有异丙基与氮原子直接键接的三芳胺的聚酰胺及其制备方法和应用技术

含有异丙基与氮原子直接键接的三芳胺的聚酰胺及其制备方法和应用，本发明专利技术涉及含有异丙基与氮原子直接键接的三芳胺的聚酰胺及其制备方法和应用，本发明专利技术的目的是为了解决现有聚酰胺具有刚性强，溶解性差从而导致不易于涂膜加工的问题，本发明专利技术合成异丙基与氮原子直接键接的三芳胺，然后制备含有异丙基与氮原子直接键接的三芳胺的聚酰胺，该材料作为光电材料的应用；本发明专利技术制备的含有异丙基与氮原子直接键接的三芳胺的聚酰胺共轭聚合物由于引入了异丙基增加了聚酰胺的溶解性，在极性溶剂中为易溶，每1毫升极性溶液中可溶0.1～0.15克；本发明专利技术应用于聚酰胺领域。

Polyamide containing triarylamine directly bonded by isopropyl and nitrogen atom and its preparation method and Application

【技术实现步骤摘要】
含有异丙基与氮原子直接键接的三芳胺的聚酰胺及其制备方法和应用
本专利技术涉及含有异丙基与氮原子直接键接的三芳胺的聚酰胺及其制备方法和应用。
技术介绍
芳香族聚酰胺具有一些非常优良的性能：稳定的热性能、抗氧化性，高的机械强度，不易燃，耐化学腐蚀和好的抗辐射性能等，在土木建筑、交通运输、国防军事、航空、电子等领域具有广泛的应用。然而，由于聚酰胺的分子结构中苯环的含量很高，赋予聚酰胺链很强的刚性，再加上分子间的氢键作用，使聚酰胺聚合物的溶解性和加工性不理想，从而限制了其应用范围。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有聚酰胺具有刚性强，溶解性差从而导致不易于涂膜加工的问题，提供了含有异丙基与氮原子直接键接的三芳胺的聚酰胺及其制备方法和应用。本专利技术含有异丙基与氮原子直接键接的三芳胺的聚酰胺为含有异丙基与氮原子直接键接的三芳胺的聚酰胺P1、含有异丙基与氮原子直接键接的三芳胺的聚酰胺P2、含有异丙基与氮原子直接键接的三芳胺的聚酰胺P3、含有异丙基与氮原子直接键接的三芳胺的聚酰胺P4或含有异丙基与氮原子直接键接的三芳胺的聚酰胺P5；其中含有异丙基与氮原子直接键接的三芳胺的聚酰胺P1的结构式如下：含有异丙基与氮原子直接键接的三芳胺的聚酰胺P2的结构式如下：含有异丙基与氮原子直接键接的三芳胺的聚酰胺P3的结构式如下：含有异丙基与氮原子直接键接的三芳胺的聚酰胺P4的结构式如下：含有异丙基与氮原子直接键接的三芳胺的聚酰胺P5的结构式如下：，式中n均为12～21的整数。本专利技术含有异丙基与氮原子直接键接的三芳胺的聚酰胺的制备方法按以下步骤进行：一、合成N1，N4-双(4-氨基苯基)-N1-异丙基-N4-苯基苯-1,4-二胺单体：①、在N2氛围下，将N-异丙基-N-苯基-1,4-苯二胺单体、氢化钠和无水N，N-二甲基甲酰胺置于三口瓶内，在20℃下搅拌十分钟，然后以每秒1～2滴的滴加速度加入对氟硝基苯，升温至115℃进行冷凝回流，恒温反应结束后冷却；将反应产物置于冷水中至粗产品析出，然后过滤出粗产品，洗涤粗产品2～3次，然后采用乙醇进行重结晶，重结晶后过滤出结晶产物，将结晶产物进行真空干燥得到砖红色粉末M1；其中所述N-异丙基-N-苯基-1,4-苯二胺单体与无水N，N-二甲基甲酰胺的摩尔体积比为10mmol：(100～150)mL；所述氢化钠与N-异丙基-N-苯基-1,4-苯二胺单体的物质的量的比为2：1；所述对氟硝基苯与N-异丙基-N-苯基-1,4-苯二胺单体的摩尔比为2：1；所述N-异丙基-N-苯基-1,4-苯二胺单体与冷水的摩尔体积比为10mmol：(400～450)mL；所述真空干燥的温度为80℃，真空干燥的时间为36～48小时，真空干燥的压力为-30～-29KPa；②、室温条件下，将无水乙醇、Pd/C和砖红色粉末M1加入到三口瓶中，向三口瓶中通入N2，使用恒压漏斗以每秒1～2滴的滴加速度滴加水合肼至三口瓶内的混合溶液中；升温至溶液回流，回流反应结束后停止加热，在79～80℃时过滤除去除Pd/C，将滤液倒入冷水中，搅拌同时加入氯化钠至析出固体，过滤出固体并用乙醇洗涤，对过滤出的固体真空干燥后得到异丙基与氮原子直接键接的三芳胺；其中所述砖红色粉末M1与无水乙醇的摩尔体积比为10mmol：(100～120)mL；所述Pd/C的质量与砖红色粉末M1的物质的量的比为(1～1.2)g：5mmol；所述升温至溶液回流时的升温速度为每分钟升温9～10℃；所述砖红色粉末M1与水合肼的摩尔体积比为3mL：1mmol；所述滤液与冷水的体积比为1：(3～4)；所述Pd/C为Pd的C掺杂复合材料，Pd/C中Pd的质量分数为10％；所述真空干燥的温度为28℃，真空干燥的时间为48～60小时，真空干燥的压力为-30～-29KPa；二、含有异丙基与氮原子直接键接的三芳胺的聚酰胺的制备:将异丙基与氮原子直接键接的三芳胺单体、二酸单体、亚磷酸三苯酯、CaCl2、吡啶和N-甲基吡咯烷酮混合，然后在119～120℃下搅拌3小时，冷却至室温后倒入甲醇中，然后将其通过过滤收集沉淀物，用热水和甲醇充分洗涤，最后利用甲醇进行索氏萃取，即完成；其中所述异丙基与氮原子直接键接的三芳胺单体与二酸单体的物质的量的比为1:1；所述丙基与氮原子直接键接的三芳胺单体与亚磷酸三苯酯的摩尔体积比为1mmol：1.2mL；所述异丙基与氮原子直接键接的三芳胺单体与吡啶摩尔体积比为1mmol：0.6mL；所述异丙基与氮原子直接键接的三芳胺单体与N-甲基吡咯烷酮的摩尔体积比为1mmol：1.5mL；所述CaCl2的质量与N-甲基吡咯烷酮的体积的比为0.15g：1.5mL；所述异丙基与氮原子直接键接的三芳胺单体与甲醇的摩尔体积比为1mmol：(200～250)mL。本专利技术含有异丙基与氮原子直接键接的三芳胺的聚酰胺作为电致变色器件中的电致变色层在电致变色中的应用。本专利技术是为了制备具有良好电致变色能力的聚酰胺，通过设计含有三芳胺的聚酰胺使其具有稳定的分子结构来增强膜的使用强度和寿命，同时改善因分子结构刚性的增加导致的溶解度降低的问题，现有聚酰胺具有刚性强，溶解性和加工性不理想的问题，但其具有很好的抗氧化性和耐化学腐蚀，可以增强膜的使用强度和寿命，在三芳胺中N原子直接连接异丙基可以使电致变色聚合物具有良好的溶解性，便于涂膜加工，综合两种优点，制备含有异丙基直接与氮原子直接键接的三芳胺的聚酰胺，使其具有很好的抗氧化性和耐化学腐蚀和良好的溶解性和成膜性，并提供了含有异丙基直接与氮原子直接键接的三芳胺的聚酰胺及其制备方法和应用。本专利技术的有益效果：一、三芳胺类化合物是一种非平面的分子构型，中心氮原子在电场作用下失去孤对电子会形成离子自由基以提供电子。由于苯环的空间位阻较大，超电子共轭效应较强，使得自由基的稳定性很高。这种自由基特性使三苯胺及其衍生物具有良好的传输性能和较高的空穴迁移率。本专利技术中含有异丙基与氮原子直接键接的三芳胺的聚酰胺聚合物，由于有异丙基的存在，聚合物的溶解性显著提高，变色更加明显，对比度高。因此，本专利技术制备的含有异丙基与氮原子直接键接的三芳胺的聚酰胺共轭聚合物由于引入了异丙基增加了聚酰胺的溶解性，在极性溶剂中为易溶，每1毫升极性溶液中可溶0.35～0.45克；二、本专利技术聚合物具有优异的电致变色性能；电致变色是指在外接电压或者电流的驱动下，物质发生电化学氧化还原反应而引起颜色变化的现象。即在外加电场作用下，物质的化学性能(透射率、反射率等)在可见光范围内产生稳定的可逆变化.含有异丙基与氮原子直接键接的三芳胺的聚酰胺聚合物含有电子传输和电子跃迁的活性位点，当给聚合物施加一定电压时则在聚合物内部发生电子跃迁从而产生颜色的变化。本专利技术聚合物0.50～1.6V电压范围内颜色变化明显，本专利技术聚合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.含有异丙基与氮原子直接键接的三芳胺的聚酰胺，其特征在于含有异丙基与氮原子直接键接的三芳胺的聚酰胺为含有异丙基与氮原子直接键接的三芳胺的聚酰胺P1、含有异丙基与氮原子直接键接的三芳胺的聚酰胺P2、含有异丙基与氮原子直接键接的三芳胺的聚酰胺P3、含有异丙基与氮原子直接键接的三芳胺的聚酰胺P4或含有异丙基与氮原子直接键接的三芳胺的聚酰胺P5；/n其中含有异丙基与氮原子直接键接的三芳胺的聚酰胺P1的结构式如下：/n

【技术特征摘要】
1.含有异丙基与氮原子直接键接的三芳胺的聚酰胺，其特征在于含有异丙基与氮原子直接键接的三芳胺的聚酰胺为含有异丙基与氮原子直接键接的三芳胺的聚酰胺P1、含有异丙基与氮原子直接键接的三芳胺的聚酰胺P2、含有异丙基与氮原子直接键接的三芳胺的聚酰胺P3、含有异丙基与氮原子直接键接的三芳胺的聚酰胺P4或含有异丙基与氮原子直接键接的三芳胺的聚酰胺P5；
其中含有异丙基与氮原子直接键接的三芳胺的聚酰胺P1的结构式如下：



含有异丙基与氮原子直接键接的三芳胺的聚酰胺P2的结构式如下：



含有异丙基与氮原子直接键接的三芳胺的聚酰胺P3的结构式如下：



含有异丙基与氮原子直接键接的三芳胺的聚酰胺P4的结构式如下：



含有异丙基与氮原子直接键接的三芳胺的聚酰胺P5的结构式如下：

，
式中n均为12～21的整数。


2.如权利要求1所述的含有异丙基与氮原子直接键接的三芳胺的聚酰胺的制备方法：其特征在于：该制备方法按以下步骤进行：
一、合成N1，N4-双(4-氨基苯基)-N1-异丙基-N4-苯基苯-1,4-二胺单体：
①、在N2氛围下，将N-异丙基-N-苯基-1,4-苯二胺单体、氢化钠和无水N，N-二甲基甲酰胺置于三口瓶内，在20℃下搅拌十分钟，然后以每秒1～2滴的滴加速度加入对氟硝基苯，升温至115℃进行冷凝回流，恒温反应结束后冷却；将反应产物置于冷水中至粗产品析出，然后过滤出粗产品，洗涤粗产品2～3次，然后采用乙醇进行重结晶，重结晶后过滤出结晶产物，将结晶产物进行真空干燥得到砖红色粉末M1；
其中所述N-异丙基-N-苯基-1,4-苯二胺单体与无水N，N-二甲基甲酰胺的摩尔体积比为10mmol：(100～150)mL；
所述氢化钠与N-异丙基-N-苯基-1,4-苯二胺单体的物质的量的比为2：1；
所述对氟硝基苯与N-异丙基-N-苯基-1,4-苯二胺单体的摩尔比为2：1；
所述N-异丙基-N-苯基-1,4-苯二胺单体与冷水的摩尔体积比为10mmol：(400～450)mL；
所述真空干燥的温度为80℃，真空干燥的时间为36～48小时，真空干燥的压力为-30～-29KPa；
②、室温条件下，将无水乙醇、Pd/C和砖红色粉末M1加入到三口瓶中，向三口瓶中通入N2，使用恒压漏斗以每秒1～2滴的滴加速度滴加水合肼至三口瓶内的混合溶液中；升温至溶液回流，回流反应结束后停止加热，在79～80℃时过滤除去除Pd/C，将滤液倒入冷水中，搅拌同时加入氯化钠至析出固体，过滤出固体并用乙醇洗涤，对过滤出的固体真空干燥后得到异丙基与氮原子直接键接的三芳胺；
其中所述砖红色粉末M1与无水乙醇的摩尔体积比为10mmol：(100～120)mL；
所述Pd/C的质量与砖红色粉末M1的物质的量的比为(1～1.2)g：5mmol；
所述升温至溶液回流时的升温速度为每分钟升温9～10℃；
所述砖红色粉末M1与水合肼的摩尔体积比为3mL：1mmol；
所述滤液与冷水的体积比为1：(3～4)；
所述Pd/C为Pd的C掺杂复合材料，Pd/C中Pd的质量分数为10％；...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛海军，高艳雨，乔欣，林晓雪，王岩，
申请(专利权)人：黑龙江大学，
类型：发明
国别省市：黑龙;23