[发明专利]一种具有电致变色性能的聚酰亚胺及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚酰亚胺及其制备方法。

背景技术

随着步入信息化时代，有机光电子学已形成一个有机化学、物理学、信息电子科学和材料科学等诸多学科相互交叉的新兴研究领域。特别是以有机电致发光器件(OLED)、有机光伏器件(OPV)和有机场效应晶体管(OTFT)为代表的有机光电功能材料和器件在新型平板显示、固体照明、柔性显示、高密度信息传输与存储、新能源和光化学利用等领域显现了广阔的应用前景。具有电致变色，电致发光性能的可溶性聚酰亚胺的存在必将使显示和传感领域迸发出蓬勃的生命力，其在显示和传感领域均表现出突出的优越性和广阔的开发应用前景。但目前聚酰亚胺类的电致变色材料很少被研究，现有的聚酰亚胺类高分子的玻璃化转变温度和熔点很高，生产过程中很难被加工成型，而且高分子的分子结构特点使其很难溶解，令其应用范围受限。

发明内容

本发明要解决现有聚酰亚胺类高分子生产过程中很难被加工成型，同时很难溶解的问题，而提供一种具有电致变色性能的聚酰亚胺及其制备方法。

本发明的一种具有电致变色性能的聚酰亚胺，结构式如下：

其中，n为10~30之间的正整数，R为-H、-CH₃、-OCH₃、-CH₂CH₃或C₃～C₁₈之间的烷基或烷氧基；Ar为

本发明的聚酰亚胺的分子量与特性粘度之间存在一定的函数关系，这一关系可用Mark-Houwink经验式

[η]=KM^α

式中，K和α为与聚合物种类、分子量、溶剂体系、温度等有关的特征参数。特性粘度[η]的值可以用乌氏粘度计测定，只要知道参数K和α的值，即可以根据测得的特性粘度[η]值计算聚合物的分子量M。在一定的分子量范围，体系和温度都相同时，K和α值为常数（本发明溶剂为DMAc）。聚酰胺的参数K和α按照“王霖,聚酰亚胺纳滤膜的制备与分离性能,硕士学位论文,天津；天津大学，2004”所提供的数据计算，该式近似计算如下：

[η]＝2.38×10^-4Mn^0.78

根据公式n=M_n/M₀，其中M₀可以根据分子式结构计算出，最终求得聚合度n如表1所示

表1聚酰亚胺的聚合度n值结果

所以n为10~30之间的正整数。

本发明的一种具有电致变色性能的聚酰亚胺的制备方法是按以下步骤进行的：

一、3，5-二硝基苯甲酰氯的制备

a、将3，5-二硝基苯甲酸和二氯亚砜溶于有机溶剂中，然后加入反应器中，在氮气保护的条件下，加热至30℃~100℃，回流3~7h，然后冷却至室温，得产物溶液；b、将步骤a得到的产物溶液进行常压蒸馏，收集温度范围为50℃~90℃时的馏分，再将收集的馏分在真空度为0.08MPa的条件下进行减压蒸馏，收集温度范围在140℃~190℃时的馏分，即得3，5-二硝基苯甲酰氯；其中，3，5-二硝基苯甲酸与有机溶剂的质量体积为0.1~0.7g:10mL，二氯亚砜与有机溶剂的体积比为0.5~2:1；

二、3，5-二硝基苯甲酰胺的制备

将一氨基三苯胺与三乙胺溶于有机溶剂中，然后加入到温度为0℃~10℃的搅拌反应器中；b、将步骤一得到的3，5-二硝基苯甲酰氯溶于有机溶剂中，即得混合液；c、将b步骤得到的混合液以0.1~0.3mL/s的速度全部滴入步骤a的搅拌反应器中，滴加结束后，将搅拌反应器温度升至50℃~80℃回流20~30h，然后将反应器中的产物倒入蒸馏水中洗涤，过滤，收集固相物，将收集的固相物在50℃~80℃烘干10~20h，即得3，5-二硝基苯甲酰胺；其中，一氨基三苯胺与有机溶剂的质量体积比为0.1~0.3g：10mL，三乙胺与有机溶剂的质量体积比为0.1~0.4g：10mL，3，5-二硝基苯甲酰氯与有机溶剂的质量体积比为0.1~0.9g:10mL；

三、3，5-二硝基苯甲酰胺的还原反应