一种聚合物及其生产方法与应用技术

本申请一种聚合物，所述聚合物含有至少一个如下式1和/或至少一个如下式2所示结构单元：通过控制聚酰亚胺薄膜中氟元素的含量，提高聚酰亚胺薄膜的透明性；通过控制硫元素的含量，控制聚酰亚胺薄膜的折射率范围；通过二酸酐残基及二胺残基结构以及含量的控制，减少聚酰亚胺分子内的电荷转移的量，进一步提高聚酰亚胺薄膜的透明性，并且提高薄膜的力学性能；因此，通过本申请的设计可以获得可见光区域透明性优异、耐热性能良好的聚酰亚胺薄膜。耐热性能良好的聚酰亚胺薄膜。

【技术实现步骤摘要】
一种聚合物及其生产方法与应用


[0001]本申请涉及聚合物领域，尤其是涉及一种高透明性聚合物、其生产方法、以及所述聚合物的应用。

技术介绍

[0002]聚酰亚胺(Polyimide)树脂是一种具有优异性能的工程树脂，其具有优异的耐热性、耐药性、绝缘性，在半导体、微电子、液晶材料、汽车及航天航空等产业领域中被广泛的应用。
[0003]通常，聚酰亚胺树脂是通过芳香族二酐(或芳香族四羧酸、或芳香族四羧酸二烷酯)与芳香族二胺进行溶液聚合制备聚酰亚胺前体(聚酰胺酸)，然后再通过热酰亚胺化或者使用催化剂进行化学酰亚胺化而获得的。
[0004]薄膜是聚酰亚胺最早应用的商品之一，被用于电机的槽绝缘及电缆绕包材料等领域，透明的聚酰亚胺薄膜还可以用作柔软的太阳能电池底板。近年来，由于聚酰亚胺薄膜具有良好的机械性能，其在显示器材料领域，特别是取代以往使用的玻璃基板这一方向的研究被广泛地开展，现今随着微电子领域的发展，聚酰亚胺薄膜、尤其是无色聚酰亚胺有望作为柔性透明基底替代ITO玻璃，在柔性可穿戴设备和柔性显示设备得到大量的应用，因此获得具有柔软性的无色透明的柔性基板是一个非常热门的课题。
[0005]一般来说，由于聚酰亚胺树脂具有高的芳香环密度、以及分子内及分子间电荷转移的存在，其薄膜带有褐色或者黄色，在可见光区域中的透过率低，难以获得具有透明性的薄膜。为了提高聚酰亚胺薄膜的透明性的问题，有许多现有技术对其进行了研究，主要是引入是向分子链中引入大体积的取代基、脂环结构、柔性基团、非对称结构、含氟基团和非共面结构等，例如：
[0006]CN102911359A在分子结构中引入环己烷，在不降低反应活性的基础上提高了聚酰亚胺的透明性，文献高分子論文集，2004年，Vol.61，No.1：PP.39
‑
48(Jan.)、Macromolecules，1994，(27)：1117、Macromolecules，1993，(26)：4961、JP 2001330721A、CN102093558A中，使用脂环式酸酐结构制备聚酰亚胺薄膜，获得了透明性优异的薄膜，但是由于脂环结构的加入，其耐热性能下降，此外折射率下降，导致其介电常数也有所下降。
[0007]JP2000313804A使用了含砜结构的二胺和特定结构的酸二酐制备了透过率以及透明度提高的聚酰亚胺薄膜，CN112625239A公开了含非共平面苯并咪唑的聚酰亚胺，但是由于线膨胀系数较大，同基板材料之间会产生残余应力，会导致基板材料发生翘曲的问题。
[0008]TW201434973A使用了2,2
‑
双(三氟甲基)联苯胺以及含硅氧烷结构进行了聚酰亚胺薄膜的制备，其获得了透明高的聚酰亚胺薄膜；JP2011042622A通过引入含硅氧烷结构提高聚酰亚胺薄膜的透明性，并且降低同基板材料之间的残余应力，但是由于硅氧烷结构的存在，其薄膜的耐热性能降低，使其使用受到限制；而且含硅氧烷结构容易产生相分离而使薄膜折射率分布不均匀，反而导致了薄膜透光率的下降。

技术实现思路

[0009]为了解决现有技术中聚酰亚胺透明度、折射率以及力学和耐热性能无法兼顾的问题，本申请提供了一种新的聚合物及其生产方法。
[0010]本申请第一方面是提供一种聚合物，所述聚合物含有至少一个如下式1和/或至少一个如下式2所示结构单元：
[0011][0012]优选地，当所述聚合物含有不止一个式1所示结构时，聚合物含有的各个式1所示结构中的R1可以相同或不同，聚合物含有的各个式1所示结构中的R2可以相同或不同。
[0013]优选地，当所述聚合物含有不止一个式2所示结构时，聚合物含有的各个式2所示结构中的R1可以相同或不同，聚合物含有的各个式2所示结构中的R2可以相同或不同。
[0014]优选地，同一个式1中的R3可以相同或不同。
[0015]优选地，当所述聚合物含有不止一个式1所示结构时，聚合物含有的各个式1所示结构中的R3可以相同或不同。
[0016]在一种优选实施例中，R1、R2可以相同或不同，并分别独立的选自一个或更多个式3所示结构：
[0017][0018]在一种优选实施例中，当R1和/或R2不止存在一个式3所示的结构时，各个式3所示结构可以相同或不同。例如，各个式3中的R4可以相同或不同，各个式3中的环A1可以相同或不同，各个式3中的环A2可以相同或不同，各个式3中的R5可以相同或不同，各个式3中的R6可以相同或不同，各个式3中的m1可以相同或不同，各个式3中的m2可以相同或不同。
[0019]本申请上述内容中，优选地，R3选自氢原子、和/或含碳原子数1
‑
20的1价有机基团。
[0020]本申请上述内容中，优选地，环A1、环A2可以相同或不同，并分别独立的为芳香环。
[0021]本申请上述内容中，优选地，R4为连接环A1、环A2的共价键、或
‑
X
‑
、或
‑
(X
‑
A)
n0
‑
X
‑
、
‑
X1‑
A1‑
X2‑
A2……‑
X
n
‑1‑
A
n
‑1‑
X
n
‑
。
[0022]本申请上述内容中，优选地，X、X1、X2、
……
X
n
‑1、X
n
可以相同或不同，并分别独立的选自
‑
O
‑
、
‑
S
‑
、
‑
CO
‑
、
‑
CO
‑
O
‑
、
‑
SO2‑
、
‑
C≡C
‑
、
‑
NH
‑
、
‑
CO
‑
NH
‑
、
‑
N＝CH
‑
、
‑
CR1＝CR2‑
、
‑
CR1R2‑
、
‑
CR
11
R
12
‑
CR
21
R
22
‑
中的任意一种或更多种，R1、R2、R
11
、R
12
、R
21
、R
22
可以相同或不同，并分别独立
的选自H、卤素原子、羟基、巯基、C1
‑
C4的烷基、F取代的C1
‑
C4的烷基、C1
‑
C4烷氧基、C1
‑
C4烷硫基、C1
‑
C4烷胺基、C1
‑
C4烷基酰氧基中的任意一种或更多种。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚合物，其特征在于，所述聚合物含有至少一个如下式1和/或至少一个如下式2所示结构单元：其中，R1、R2分别独立的选自一个或更多个式3所示结构：R3选自氢原子、和/或含碳原子数1
‑
20的1价有机基团；环A1、环A2分别独立的为芳香环；R4为连接环A1、环A2的共价键、或
‑
X
‑
、或
‑
(X
‑
A)
n0
‑
X
‑
、
‑
X1‑
A1‑
X2‑
A2……‑
X
n
‑1‑
A
n
‑1‑
X
n
‑
；X、X1、X2、
……
X
n
‑1、X
n
分别独立的选自
‑
O
‑
、
‑
S
‑
、
‑
CO
‑
、
‑
CO
‑
O
‑
、
‑
SO2‑
、
‑
C≡C
‑
、
‑
NH
‑
、
‑
CO
‑
NH
‑
、
‑
N＝CH
‑
、
‑
CR1＝CR2‑
、
‑
CR1R2‑
、
‑
CR
11
R
12
‑
CR
21
R
22
‑
中的任意一种或更多种；R1、R2、R
11
、R
12
、R
21
、R
22
分别独立的选自H、卤素原子、羟基、巯基、C1
‑
C4的烷基、F取代的C1
‑
C4的烷基、C1
‑
C4烷氧基、C1
‑
C4烷硫基、C1
‑
C4烷胺基、C1
‑
C4烷基酰氧基中的任意一种或更多种；A、A1、A2、A3、
……
A
n
‑1分别独立的选自芳香环；m1、m2分别独立的为0
‑
4的整数；n0为1
‑
5的整数；n为2
‑
5的整数；R5、R6独立的选自氢原子、非氟卤素原子、含碳原子数1
‑
20的1价有机基团；其中，所述聚合物中含有F和S，并且：S元素含量为1
‑
10wt％；F元素含量为1
‑
10wt％，优选为2
‑
10wt％，更优选为4
‑
8wt％；优选地，所述式1和/或式2结构单元在聚合物中作为重复单元，聚合物表示为包含如下式1
‑
1和/或式2
‑
1的结构：
其中，x为重复单元的个数。2.根据权利要求1所述的聚合物，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈慧，许翔，
申请(专利权)人：上海邃铸科技有限公司，
类型：发明
国别省市：