【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及有机高分子材料，具体涉及一种主链含发色团的本征型彩色聚酰亚胺及其制备方法和应用，尤其涉及主链含苝、苝双酰亚胺、偶氮及蒽醌结构的发色团的本征型彩色聚酰亚胺薄膜的制备方法。
技术介绍
1、聚酰亚胺(pi)由于其高热稳定性、良好的机械性能和耐化学性，被广泛应用于光学器件和航空航天等领域。而具有不同光学性能的聚酰亚胺可以应用在不同的领域，无色透明pi可以用于柔性基板，黑色pi可以用于屏蔽材料，而彩色pi可以用于滤光片、不同色系的胶带、标签和保护膜等。传统pi由于其电子共轭效应以及在供电子二胺残基和吸电子二酐残基之间形成分子内和分子间的电荷转移络合物(ctc)呈现深色，不满足应用所需的色彩要求。目前通过添加着色剂来制备彩色pi是主流方式，但是颜料颗粒的聚集很容易导致光学缺陷，为了得到更好的分散效果，通常要经历耗时、昂贵且复杂的改性和分散过程。除此之外，有机颜料的较低的热分解温度阻碍了pi膜在高温领域的应用。
2、由hay等通过合成的六元环n-氨基亚胺单体与含柔性的二酐聚合反应制备红色的聚酰亚胺(macromolecules，1994，27，4410-4412)。中国专利技术专利cn115197082a及cn115368255a公开了一种含蒽醌结构的二胺单体及其作为二胺的聚酰亚胺的制备方法，制备了洋红色和青色的聚酰亚胺。但是，直到目前本征型彩色聚酰亚胺的研究较少，能制备的颜色单一，范围也较窄。中国专利技术专利cn1958649a公开了一种含生色基团的聚酰亚胺薄膜及其制备方法，其采用是由二酐、二胺和含生色基团的二胺单
3、因此，本专利技术基于现有技术中的以引入发色团到pi主链的技术的基础上，通过多种具有发色团的二胺单体和酸酐单体作为共聚单体共聚得到聚酰亚胺，得到具有不同颜色、耐高温和溶解性好的本征型彩色聚酰亚胺薄膜，拓宽了本征型彩色聚酰亚胺的颜色范围；同时，采用溶液法进行聚合，操作简单，条件温和，适宜于实际推广应用。
技术实现思路
1、基于现有技术的不足，本专利技术提供了一种主链含苝、苝双酰亚胺、偶氮、蒽醌发色团的聚酰亚胺及其制备方法和应用，以克服现有技术的不足。
2、为了达到上述目的，本专利技术提供了一种主链含发色团的本征型彩色聚酰亚胺，所述本征型彩色聚酰亚胺的结构式的主链中的发色团至少包括苝、苝双酰亚胺、偶氮或蒽醌结构的单体中的至少一种。
3、优选地，所述含苝结构的单体的结构式如式ii所示：
4、其中，r1、r2、r3、r4分别独立地为h、cl，br、ch3、c2h5中的任一种。
5、优选地，所述含苝双酰亚胺结构的单体的结构式如式iii所示：
6、其中，r1＝ch3、c2h5、c3h7、c4h9、c5h11或c6h11中的任一种。
7、优选地，所述含偶氮结构的单体的结构式如式iv所示：
8、其中，r1、r2、r3独立地分别och3、o(c2h5)、o(c3h7)、o(c4h9)中的任一种。
9、优选地，所述含蒽醌结构的单体的结构式如式v所示：
10、其中，r1、r2分别独立地为oh、br、cl、i、ch3、c2h5中的任一种。
11、优选地，所述本征型彩色聚酰亚胺通过所述发色团单体、二胺单体或共聚二胺单体、酸酐单体或共聚酸酐单体反应制备得到。
12、优选地，所述含苝结构的单体和所述酸酐单体的摩尔比为(0.5～5)∶100。
13、优选地，所述含苝双酰亚胺结构的单体和所述二胺单体的摩尔比为(0.5～5)∶100。
14、优选地，所述含偶氮结构的单体和所述二胺单体的摩尔比为1∶(10～100)。
15、优选地，所述含蒽醌结构的单体和所述二胺单体的摩尔比为(0.5～1)∶(10～100)。
16、优选地，所述酸酐单体包括4，4-六氟异丙基邻苯二甲酸酐、3，3，4′，4′-联苯四羧酸二酐、2，2，3′，3′-联苯四羧酸二酐、4，4′-氧双邻苯二甲酸酐、降冰片烷-2-螺-α-环戊酮-α′-螺-2″-降冰片烷-5，5″，6，6″-四甲酸二酐、1，2，3，4-环丁烷四羧酸二酐、1，2，4，5-环己烷四甲酸二酐中的任意一种。
17、优选地，所述共聚酸酐单体为4，4-六氟异丙基邻苯二甲酸酐。
18、优选地，所述二胺单体为下述中的一种或多种：2，2′-双(三氟甲基)-4，4′-二氨基联苯、对苯二胺、间苯二胺、2，-三氟甲基-1，4-苯二胺、2，5-双(三氟甲基)-1，4-苯二胺、2，2′-双(甲基)-4，4′-二氨基联苯、2，5-双(甲基)-1，4-苯二胺、n，n′-(2，2′-双(三氟甲基)-[1，1′-二联苯基]-4，4′-二基)双(4-氨基苯甲酰胺)中的任意一种。
19、优选地，所选共聚二胺单体为2，2′-双(三氟甲基)-4，4′-二氨基联苯。
20、优选地，所述本征型彩色聚酰亚胺为红色聚酰亚胺，结构通式如式i所示：
21、
22、式i中，ar1的化学结构式如式ii所示；
23、ar2为一个或多个不同的二酐单体的残基；且5-100mol％的ar2是4，4-六氟异丙基邻苯二甲酸酐、3，3，4′，4′-联苯四羧酸二酐、2，2，3′，3′-联苯四羧酸二酐、4，4′-氧双邻苯二甲酸酐、降冰片烷-2-螺-α-环戊酮-α′-螺-2″-降冰片烷-5，5″，6，6″-四甲酸二酐、1，2，3，4-环丁烷四羧酸二酐、1，2，4，5-环己烷四甲酸二酐中的任意一种。
24、ar3和/或ar4表示一个或多个不同的二胺单体的残基；且5-100mol％的ar3和/或ar4是2，2′-双(三氟甲基)-4，4′-二氨基联苯、对苯二胺、间苯二胺、2，-三氟甲基-1，4-苯二胺、2，5-双(三氟甲基)-1，4-苯二胺、2，2′-双(甲基)-4，4′-二氨基联苯、2，5-双(甲基)-1，4-苯二胺、n，n′-(2，2′-双(三氟甲基)-[1，1′-二联苯基]-4，4′-二基)双(4-氨基苯甲酰胺)中的任意一种。
25、作为一种优选的实施方式，通过将含苝双酰亚胺结构的二胺单体、非含苝双酰亚胺的二胺单体与酸酐单体反应制备得到；所述本征型彩色聚酰亚胺为蓝色聚酰亚胺，结构通式如式i所示；
26、式i中，ar3的化学结构式如式iii所示；
27、ar1和/或ar2表示一个或多个不同的二酐单体的残基，且5-100mol％的ar1和/或ar2是4，4-六氟异丙基邻苯二甲酸酐、3，3，4′，4′-联苯四羧酸二酐、2，2，3′，3′-联本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种主链含发色团的本征型彩色聚酰亚胺，其特征在于，所述本征型彩色聚酰亚胺的结构式的主链中的发色团单体至少包括含苝结构的单体、含苝双酰亚胺结构的单体、含偶氮结构的单体或含蒽醌结构的单体中的至少一种；
2.根据权利要求1所述的主链含发色团的本征型彩色聚酰亚胺，其特征在于，所述含苝结构的单体的结构式如式II所示：
3.根据权利要求1或2所述的主链含发色团的本征型彩色聚酰亚胺，其特征在于，所述本征型彩色聚酰亚胺通过所述发色团单体、二胺单体或共聚二胺单体、酸酐单体或共聚酸酐单体反应制备得到；
4.根据权利要求1所述的主链含发色团的本征型彩色聚酰亚胺，其特征在于，通过所述本征型彩色聚酰亚胺为红色聚酰亚胺，结构通式如式I所示：
5.根据权利要求1所述的主链含发色团的本征型彩色聚酰亚胺，其特征在于，通过将含苝双酰亚胺结构的二胺单体、二胺单体与酸酐单体反应制备得到；所述本征型彩色聚酰亚胺为蓝色聚酰亚胺，结构通式如式I所示；
6.根据权利要求1所述的主链含发色团的本征型彩色聚酰亚胺，其特征在于，通过将含偶氮结构的单体、二胺单体与酸酐单体
7.根据权利要求1所述的主链含发色团的本征型彩色聚酰亚胺，其特征在于，通过将含蒽醌结构的单体、二胺单体与酸酐单体反应制备得到；所述本征型彩色聚酰亚胺为黄色聚酰亚胺，结构通式如式I所示；
8.根据权利要求1-7任一项所述的主链含发色团的本征型彩色聚酰亚胺，其特征在于，ss本征型彩色聚酰亚胺具有以下结构的任一种：
9.根据权利要求1-8任一项所述的主链含发色团的本征型彩色聚酰亚胺的制备方法，其特征在于，具体步骤包括：
10.一种本征型彩色聚酰亚胺薄膜，采用权利要求1-6任一项所述的本征型彩色聚酰亚胺制备得到；
...【技术特征摘要】
1.一种主链含发色团的本征型彩色聚酰亚胺，其特征在于，所述本征型彩色聚酰亚胺的结构式的主链中的发色团单体至少包括含苝结构的单体、含苝双酰亚胺结构的单体、含偶氮结构的单体或含蒽醌结构的单体中的至少一种；
2.根据权利要求1所述的主链含发色团的本征型彩色聚酰亚胺，其特征在于，所述含苝结构的单体的结构式如式ii所示：
3.根据权利要求1或2所述的主链含发色团的本征型彩色聚酰亚胺，其特征在于，所述本征型彩色聚酰亚胺通过所述发色团单体、二胺单体或共聚二胺单体、酸酐单体或共聚酸酐单体反应制备得到；
4.根据权利要求1所述的主链含发色团的本征型彩色聚酰亚胺，其特征在于，通过所述本征型彩色聚酰亚胺为红色聚酰亚胺，结构通式如式i所示：
5.根据权利要求1所述的主链含发色团的本征型彩色聚酰亚胺，其特征在于，通过将含苝双酰亚胺结构的二胺单体、二胺单体与酸酐单体反应制备得到；所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨煜，郑天樾，王震，秦娟，阎敬灵，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：
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