[发明专利]一种耐高温紫外荧光聚芳醚砜共聚物、制备方法及该共聚物薄膜

说明书

一种耐高温紫外荧光聚芳醚砜共聚物及其制备方法，属于功能性高分子材料技术领域。本发明首先是制备侧链含羧基的聚芳醚砜共聚物，然后将聚集诱导发光基团通过化学接枝反应引入聚芳醚砜共聚物中，得到侧链含聚集诱导发光基团的聚芳醚砜共聚物。该共聚物在紫外光照射下可通过聚集诱导发光原理发出不同颜色的荧光，同时，由于聚芳醚砜材料本身较高的机械强度，良好的热稳定性以及成膜性，使得本发明制备的紫外荧光聚芳醚砜薄膜有较强的稳定荧光特性，可应用于极端条件下的光学显示、荧光防伪标识等领域。

技术领域

本发明属于功能性高分子材料技术领域，具体涉及一种耐高温紫外荧光聚芳醚砜共聚物、制备方法及该共聚物薄膜。

背景技术

一般情况下，有机荧光材料在溶液状态下具有较强荧光，但是在聚集态时荧光效率会显著降低，甚至发生淬灭。这限制了荧光材料在实际中的应用，因为日常所需的荧光材料一般是固态或薄膜状态的。2001年，唐本忠课题组首次发现并提出了具有聚集诱导发光(AIE)效应的物质(Luo J T,Lam J W Y,Cheng L,Chen H,Qiu C,Kwok H S,Zhan X,Liu Y,Zhu D,Tang B Z.Chem Commun,2001,1740～1741)，这一发现有效地解决了传统有机发光材料在固态或薄膜态荧光较弱或没有荧光的难题，为固态荧光材料的研究和应用提供了方向。

目前研究的聚集诱导发光材料主要集中在小分子或柔性链聚合物领域，但小分子成膜性较差，柔性链聚合物荧光性能或稳定性不好，且在功能复合时不能满足多样化的功能需求。

聚芳醚砜材料是一类特种工程塑料，具有良好的热性能、机械性能、成膜性以及分子可设计性，在航天、机械、电子电气和石油化工等领域已有广泛的应用。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明设计并制备了一种耐高温紫外荧光聚芳醚砜，通过化学接枝的方法将聚集诱导发光基团引入到聚芳醚砜共聚物侧链，聚芳醚砜刚性主链使发光基团具有更强的聚集诱导发光的特性。以该紫外荧光聚芳醚砜共聚物制备的紫外荧光聚芳醚砜薄膜优异的荧光性能、机械性能以及耐高温性能，使其可以在380℃等高温极端条件下的光学显示、荧光防伪标识等领域有良好的应用。

本发明所述的紫外荧光聚芳醚砜共聚物，其结构式如下所示：

其中为：

Ar为：

为：

其中R为-O-或-NH-；0.1≤m≤0.9，n表示聚合度，为大于0的整数；

本发明所述的一种新型耐高温紫外荧光聚芳醚砜共聚物的制备方法，其步骤如下：

1)在氮气氛围下，将无水碳酸钾、含羧基双酚单体、芳香族双酚单体、4,4'-二氟二苯砜加入到反应容器中，含羧基双酚单体与芳香族双酚单体的摩尔比为1：9～9：1，含羧基双酚单体与芳香族双酚单体的摩尔数之和等于4,4'-二氟二苯砜的摩尔数，无水碳酸钾的摩尔数为4,4'-二氟二苯砜摩尔数的2～5倍；反应溶剂为环丁砜或N-甲基吡咯烷酮，甲苯或二甲苯为共沸脱水剂，固体反应物的质量含量范围为20％～25％，甲苯或二甲苯的体积为反应溶剂体积的0.3～0.5倍；机械搅拌下，待所有反应物充分溶解后，升温至120℃～140℃回流1～4小时，将反应生成的水完全除去，再将多余的共沸脱水剂蒸出；然后将反应升温至160℃～200℃，反应2～8小时，反应完成后将得到的粘稠聚合物溶液缓慢倒入质量分数为10％～15％的盐酸溶液中，得到柔韧的聚合物细条；将聚合物细条在粉碎机中粉碎后得到聚合物粉末，聚合物粉末再分别用去离子水和无水乙醇各煮沸5～10次，以除去副产物盐、残留溶剂和未参与反应的反应物；抽滤后将产物置于80℃～100℃下真空干燥24～48小时，从而得到侧链含羧基的聚芳醚砜共聚物；