[发明专利]一种聚喹啉高分子材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种聚喹啉高分子材料及其制备方法，属于高分子材料制备领域。所述聚合物的结构式为：其中，R₁为非强吸电子的芳香环类官能团，R₂为脂肪族官能团，n为3～80的整数。本发明所述的一种聚喹啉高分子材料的制备方法，步骤如下：将炔醛衍生物单体、苯胺衍生物单体、催化剂和溶剂加入到反应容器中，在80～120℃下反应12～48h，冷却至室温，得到中间产物，将中间产物加入到沉淀剂中得到沉淀，过滤干燥，即得一种聚喹啉高分子材料。通过一步法直接得到聚合物；反应过程中不需要金属催化剂；反应条件温和：无需严格的无水，无氧的条件，操作简单，易于合成。

技术领域

本发明涉及一种聚喹啉高分子材料及其制备方法，属于高分子材料制备领域。

背景技术

聚喹啉(Polyquinolines，PQs)是一类耐高温芳香杂环类高分子材料，具有优异的力学以及光学性能。1975年，Stille等人通过二氨基和二酮基反应制备了一系列含有蒽啉和喹啉结构的聚合物，这些聚合物具有耐高温特性，其玻璃化转变温度达到251℃和熔点达到483℃。但是由于喹啉环组成的聚合物刚性较大，所得到的聚合物溶解性均较差。在2002年，王立祥课题组通过在侧链引入烷基链合成两种溶解性较好聚喹啉衍生物，并将其用于化学传感器研究，实现了对银离子的检测。聚喹啉的研究主要集中在化学改性、光电应用等领域。现有聚喹啉的制备方法中，Suzuki couplings反应需要金属催化剂催化，而金属催化剂有可能与氮配位，残存在聚合物中不易除去。Friedlander反应需要先合成二苯酰基-二氨基单体和二乙酰基单体，之后再进行聚合。对于二苯酰基-二氨基单体以及二乙酰基单体的合成，步骤繁琐，且总体收率较低，这在一定程度上限制了聚喹啉类材料的快速发展。最近，Dibble等人用炔苯胺单体与不同的苯甲醛反应可制备得到聚喹啉类高分子。不过，该方法需要通过两步完成，且聚合物产率较低。因此，研究一种新的聚喹啉高分子材料及其制备方法十分必要。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种聚喹啉高分子材料及其制备方法，该方法是“一锅法”一步完成聚合，不需要金属催化剂，且聚合体系无需除水除氧，方法简单，产率较高。

本发明通过如下技术方案来实现：

一种聚喹啉高分子材料，所述聚合物的结构式为：

其中，R₁为非强吸电子的芳香环类官能团，R₂为-H、-CN、-NO₂或脂肪族官能团，n为3～80的整数。

优选的，R₁选自以下结构：

优选的，R₁选自以下结构：

优选的，R₂选自以下结构：

其中，m为0～15的整数。

本发明所述的一种聚喹啉高分子材料的制备方法，所述方法步骤如下：

将炔醛衍生物单体、苯胺衍生物单体、催化剂和溶剂加入到反应容器中，在80～120℃下反应12～48h，冷却至室温，得到中间产物，将中间产物加入到沉淀剂中得到沉淀，过滤干燥，即得一种聚喹啉高分子材料；

其中，炔醛衍生物单体的结构式为R₁为非强吸电子的芳香环类官能团；

苯胺衍生物单体的结构式为R₂为-H、-CN、-NO₂或脂肪族官能团；