[发明专利]主链含萘酰亚胺的聚芳醚发光材料及其合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚芳醚发光材料及其合成方法，特别是一种主链含萘酰亚胺的聚芳醚发光材料及其合成方法。

背景技术

聚合物作为发光材料具有无机材料及有机小分子材料不可比拟的优点：环境稳定性好，器件制备容易，其能带结构更易调整，容易实现多色发光。因此聚对苯乙炔、聚芴、聚噻吩等多种共轭聚合物发光材料合成及发光颜色调节的研究热潮日益高涨。但研究中发现，共轭聚合物的合成及提纯有着较高难度。在合成共轭聚合物过程中需使用含金属离子的催化剂或氧化剂，提纯后的产物难免残留少量金属离子，导致器件材料极易发生猝灭，因而无法将其用作发光材料。之后，研究人员采用催化氧化法合成出支化度小、分子量高的聚芴，并用其制作了发绿光的PLED。虽然共轭聚合物合成中存在的主要问题得到逐步解决，但其合成步骤也在不断增多，导致过程愈加繁琐和提纯愈加困难。同时，大部分未经修饰或改性的共轭聚合物玻璃化转变温度不高，影响器件稳定性。

发明内容

本发明目的之一在于克服现有技术中存在的问题，提供一种主链含萘酰亚胺的聚芳醚发光材料。

本发明所的目的之二在于提供该发光材料的合成方法

为达到上述目的本发明采用的反应机理为：

采用含两个羟基的双酚与氢氧化钠反应得到双酚钠盐，然后用卤代萘酸酐与卤代芳香胺反应，得到小分子发光材料双卤代萘酰亚胺单体，最后将双卤代萘酰亚胺单体与双酚钠盐通过亲核取代反应进行聚合，最终得到主链含萘酰亚胺的聚芳醚发光材料。

根据上述反应机理，本发明采用如下技术方案：

一种主链含萘酰亚胺的聚芳醚发光材料，其特征在于该发光材料的结构式为：

其中n表示聚合物的重复单元，为5～25的正整数；

Ar为、、

、、、

 或 。

一种制备上述的主链含萘酰亚胺的聚芳醚发光材料的方法，其特征在于该方法的的具体步骤为：

a.将双酚与氢氧化钠按1:2的摩尔比加入到甲醇溶剂中，惰性气体保护下，室温搅拌反应1~5 h，然后升温至60℃，去除溶剂甲醇；经干燥后，将所得固体用甲醇洗涤，干燥，得到产物酚钠盐；

b.将4-卤代-1,8-萘二甲酸酐和对卤代苯胺按1.05~1.2:1的摩尔比溶于由二甲基乙酰胺、甲苯和吡啶形成的混合溶剂中，在惰性气氛下，室温搅拌反应1~3 h，然后升温至120℃~140℃反应4~8 h，150℃~160℃反应6~16 h；反应结束冷却至室温，有固体析出，经抽滤后，再用乙醇和水洗涤，干燥，得到双卤代萘酰亚胺单体；

c.将等摩尔比的步骤a所得酚钠盐和步骤b所得双卤代萘酰亚胺单体溶于二甲基亚砜和甲苯的混合溶剂中；在120℃~140℃反应2~6小时，150℃~160℃反应2~12 小时，170℃~180℃反应2~6小时；待其冷却至室温，加入饱和食盐水溶液，有沉淀析出，然后进行抽滤，再分别用乙醇和水进行淋洗，真空干燥，得到黄色固体粉末，即为主链含萘酰亚胺的聚芳醚发光材料。

上述的主链含萘酰亚胺的聚芳醚发光材料的合成方法，其特征在于所述的双酚为2,2-二（4-羟基苯基）丙烷、4,4’-二羟基二苯甲烷、对苯二酚、间苯二酚、4,4’-二羟基二苯砜、4,4’-二羟基二苯硫醚、4,4’-二羟基二苯醚或4,4’-联苯二酚；4-卤代-1,8-萘二甲酸酐为4-氯-1,8-萘二甲酸酐或4-溴-1,8-萘二甲酸酐；对卤代苯胺为对氯苯胺或对溴苯胺。

上述的主链含萘酰亚胺的聚芳醚发光材料的合成方法，其特征在于步骤b中所用的混合溶剂中二甲基乙酰胺、甲苯和吡啶的体积比为1：0.1~0.5：0.02~0.1。

上述的主链含萘酰亚胺的聚芳醚发光材料的合成方法，其特征在于步骤c中所用的混合溶剂中二甲基亚砜和甲苯的体积比为：1：0.1~0.5。

本发明方法制备的聚合物经凝胶渗透色谱（GPC）进行表征，测得在不同反应时间下的数均和重均分子量都在1000~10000左右，分子量分布1.1左右；聚合物在325 nm波长激发下，其固体薄膜的荧光分光光谱（PL）测得的发射峰第一个出峰位于400 nm左右处（紫光），第二个出峰位于450 nm左右处（蓝光），第三个出峰位于520 nm左右处（绿光），总体呈现蓝绿光；聚合物溶解性优良，成膜方便且热稳定性可靠。