氟化的结构化有机膜组合物及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种氟化的结构化有机膜及其制备方法，所述膜包括多个链段和多个排列为共价有机框架的连接物，其中在结构化有机膜中的氟可以以一种图案化的方式均匀分布。

【技术实现步骤摘要】
氟化的结构化有机膜组合物及其制备方法相关申请的相互参引本申请涉及美国专利申请第12/716,524、12/716,449、12/716,706、12/716,324、12/716,686、12/716,571、12/815,688、12/845,053、12/845,235、12/854,962、12/854,957、12/845,052和13/042,950号，名称分别为："StructuredOrganicFilms"、"StructuredOrganicFilmsHavinganAddedFunctionality"、"MixedSolventProcessforPreparingStructuredOrganicFilms"、"CompositeStructuredOrganicFilms"、"ProcessForPreparingStructuredOrganicFilms(SOF)ViaaPre-SOF"、"ElectronicDevicesComprisingStructuredOrganicFilms"、"PeriodicStructuredOrganicFilms"、"CappedStructuredOrganicFilmCompositions"、"ImagingMembersComprisingCappedStructuredOrganicFilmCompositions"、"ImagingMembersforInk-BasedDigitalPrintingComprisingStructuredOrganicFilms"、"ImagingDevicesComprisingStructuredOrganicFilms"、"ImagingMembersComprisingStructuredOrganicFilms"、"HighMobilityPeriodicStructuredOrganicFilms"；和2009年3月4日提交的美国临时申请61/157,411，其名称为"StructuredOrganicFilms"，其全文以引用的方式纳入本说明书。
本专利技术涉及一种氟化的结构化有机膜及其制备方法。
技术介绍
其化学结构是由共价键连接的分子形成的扩展结构所组成的化学结构的材料可以分为两类：(1)聚合物和交联聚合物，和(2)共价有机框架(也称作共价连接的有机网状结构)。第一类，聚合物和交联聚合物的实例通常为分子单体聚合形成的共价结合分子的线性长链。聚合物化学方法可允许聚合链依次，或同时，成为“交联的”。聚合物化学的性质对所形成的材料的分子水平结构提供较差的控制，即，聚合物链的组织和链间分子单体图案化大部分为无规的。将氟整合入聚合物和交联聚合物为适应/改善其效用提供机会。然而，这通常不是一种容易的方法：掺混聚四氟乙烯(Teflon)、合成橡胶(Viton)或定制氟化聚合物由于其与膜的标称组分的溶解性差，并且可能不会导致所含的氟均匀分散，因此可能是有挑战性的。整合氟化小分子通常为一种更容易的方法；然而达到稳定的分散(其中氟均匀分布)和相分离倾向和从膜中浸出为常见的实施障碍。第二类，共价有机框架(COF)，与第一类(聚合物/交联聚合物)不同在于COF应为具有高度图案化的结构。在COF化学中分子组分被称作分子结构单元(buildingblock)而不是单体。在COF合成中分子结构单元反应以形成二维或三维网状结构。因此，分子结构单元在整个COF材料中图案化并且分子结构单元通过强的共价键相互连接。迄今开发的COF通常为具有高孔隙率的粉末并且为具有特别低的密度的材料。虽然这些常规的COF是有用的，但仍需要，如本专利技术实施方案所提出的，新型膜材料，其中氟可以容易地被整合(例如，化学键合)并且在其结构中均匀分散。本专利技术的氟化SOF满足这些需要并且允许所含的氟可以以一种符合逻辑的和容易的方式调节。
技术实现思路
一种氟化的结构化有机膜(SOF)，包括多个链段(segment)和多个连接物(linker)，该链段包括至少一个第一链段类型，连接物包括至少一个排列为共价有机框架(COF)的第一连接物，其中至少第一链段类型含氟；和制备氟化的结构化有机膜的方法，其包括：(a)制备含液体的反应混合物，其包括：多个含有至少一个第一链段类型和多个官能团的分子结构单元，其中所述第一链段类型含氟；(b)将反应混合物沉积为湿膜；并且(c)促进湿膜改变以形成干的SOF。附图说明本专利技术的其它方面随下列描述的进行并且参照下列代表例证性实施方案的图而清晰。图1A-O为概括对称元素的示例性结构单元的图示。其中：图1A示出一种理想杆状结构单元，图1B示出一种理想杆状结构单元，图1C示出一种扭曲杆状结构单元，图1D示出一种扭曲杆状结构单元，图1E示出一种理想三角形结构单元，图1F示出一种理想三角形结构单元，图1G示出一种扭曲三角形结构单元，图1H示出一种扭曲三角形结构单元，图1I示出一种理想四面体结构单元，图1J示出一种理想四面体结构单元，图1K示出一种扭曲四面体结构单元，图1L示出一种扭曲四面体结构单元，图1M示出一种理想正方形结构单元，图1N示出一种扭曲正方形/四面体结构单元，图1O示出一种扭曲正方形/四面体结构单元。具体实施方式在本说明书和下面权利要求中，单数形式例如“一个(a，an)”和“所述(the)”包括复数形式，除非上下文另外清楚地指出。本专利技术涉及一种氟化的结构化有机膜(SOF)，包括多个链段和多个连接物，所述链段包括至少一个第一链段类型，连接物包括至少一个排列为共价有机框架(COF)的第一连接物类型，其中至少第一链段类型含氟。在一个优选实施方案中，所述多个链段进一步包括含氟的第二链段类型，其在结构上不同于第一链段类型。在一个优选实施方案中，所述SOF的约30重量％至约70重量％的链段被氟化。在一个优选实施方案中，所述SOF中的氟含量为SOF约5重量％至约65重量％。在一个优选实施方案中，氟在SOF内是图案化的。在一个优选实施方案中，氟在SOF内无规则分布。在一个优选实施方案中，氟在所述SOF厚度内非均匀分布。在一个优选实施方案中，所述SOF进一步包括一种封端单元。在一个优选实施方案中，所述SOF为基本上不含小孔的膜。在一个优选实施方案中，所述SOF为复合SOF。在一个优选实施方案中，所述SOF具有电活性的额外功能。在一个优选实施方案中，所述第一链段类型选自2,2,3,3,4,4,5,5-八氟代-1,6-己二醇、2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7-十二氟代-1,8-辛二醇、2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9-全氟代癸-1,10-二醇、(2,3,5,6-四氟代-4-羟甲基-苯基)-甲醇、2,2,3,3-四氟代-1,4-丁二醇、2,2,3,3,4,4-六氟代-1,5-戊二醇、2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8-十四氟代-1,9-壬二醇。在一个优选实施方案中，所述SOF为无缺陷SOF。在一个优选实施方案中，在所述SOF表面上的水接触角为至少80°。在一个优选实施方案中，氟链段的存在调节SOF的表面能。本专利技术还涉及一种氟化的结构化有机膜(SOF)，其包括多个链段和本文档来自技高网...

【技术保护点】
氟化的结构化有机膜（SOF），包括多个链段，所述链段包括至少一个第一链段类型和多个连接物，连接物包括至少一个排列为共价有机框架（COF）的第一连接物类型，其中至少第一链段类型含氟。

【技术特征摘要】
2011.06.30 US 13/1739481.氟化的结构化有机膜(SOF)，包括多个链段和多个连接物，所述链段包括至少一个第一链段类型，连接物包括至少一个排列为共价有机框架(COF)的第一连接物类型，其中至少第一链段类型含氟，其中所述第一链段类型选自2,2,3,3,4,4,5,5-八氟代-1,6-己二醇、2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7-十二氟代-1,8-辛二醇、2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9-全氟代癸-1,10-二醇、(2,3,5,6-四氟代-4-羟甲基-苯基)-甲醇、2,2,3,3-四氟代-1,4-丁二醇、2,2,3,3,4,4-六氟代-1,5-戊二醇、2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8-十四氟代-1,9-壬二醇，且其中，SOF中所含的氟在分子水平均匀分散和图案化。2.权利要求1的SOF，其中所述多个链段进一步包括含氟的第二链段类型，其在结构上不同于第一链段类型。3.权利要求1的SOF，其中所述SOF的30重量％至70重量％的链段被氟化。4.权利要求1的SOF，其中所述SOF中的氟含量为SOF5重量％至65重量％。5.权利要求1的SOF，其中氟在SOF内无规则分布。6.权利要求1的SOF，其中氟在所述SOF厚度内非均匀分布。7.权利要求1的SOF，其中所述SOF包括一种封端单元。8.权利要求1的SOF，其中所述SOF为不含小孔的膜。9.权利要求1的SOF，其中所述SOF为复合SOF。10.权利要求1的SOF，其中所述SOF具有电活性的额外功能。11.权利要求1的SOF，其中所述SOF为无缺陷SOF。12.权利要求1的SOF，其中在所述SOF表面上的水接触角为至少80°。13.权利要求1的SOF，其中氟链段的存在调节SOF的表面能。14.一种制备氟化的结构化有机膜的方法，其包括：(a)制备含液体的反应混合物，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·P·科特，M·A·霍伊夫特，
申请(专利权)人：施乐公司，
类型：发明
国别省市：