[發(fā)明專利]含有咔唑的側鏈型聚芳醚砜、制備方法及應用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410165946.3
• 申請日: 2014-04-22
• 公開（公告）號: CN103923311A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發(fā)明（設計）人: 姜振華;方基永;岳喜貴;魏薇;李云蹊
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: C08G65/48
• 分類號: C08G65/48;C08G65/40;H01L51/30
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 張景林;王恩遠

技術領域

本發(fā)明屬于電致存儲新材料技術領域，具體涉及一種含有咔唑官能團的側鏈型的聚芳醚砜類聚合物、制備方法及其作為有機功能膜在信息存儲器件中的應用。

背景技術

近年來隨著科技的進步，特別是IT產業(yè)的快速發(fā)展，給我們工作、生活帶了極大的便利，也讓我們充分享受了科技的進步帶來的福利。數字通信技術急劇發(fā)展的同時也使存儲設備的需求迅速的增加，也對存儲設備提出了更高的要求：存儲器件需要有更高的存儲密度，簡單便攜，更加優(yōu)異的穩(wěn)定性，節(jié)能環(huán)保，制備工藝簡便。

傳統(tǒng)的存儲材料，由于種種原因已經漸漸的不能滿足行業(yè)發(fā)展的需求，全世界科研工作者正在努力尋求其替代品，用于未來的信息存儲。近年來，已經有多種新型的存儲材料被報道，包括硫屬化物材料、氮化物材料、一些氧化物材料等。

由于有機化合物的原料易得、廉價、合成簡單，目前基于有機化合物的存儲材料已經獲得了全世界范圍內的廣泛關注。這類存儲裝置具有典型的三明治結構，在兩個電極中間夾著一層有機化合物薄膜，通過測試器件的電流隨施加電壓的變化曲線來研究器件的存儲性能，其利用有機分子在電場的作用下的電雙穩(wěn)態(tài)轉換實現信息的存儲。一般器件的一個電極使用的是ITO玻璃，有機化合物膜則通過旋涂(聚合物)或是真空蒸鍍(有機小分子)涂覆于ITO基片上，上電極則為金屬電極(真空蒸鍍，多為Al)。相比于有機小分子，聚合物材料的提純簡便、熱學力學性能優(yōu)秀、制膜簡單、良好的柔韌性、加工工藝簡便，具有良好的優(yōu)越性，所以基于聚合物的存儲材料吸引了更多的研究者的目光，并且已經有多種具有存儲性能的材料被國內外的科研工作者成功的開發(fā)。其中在中國專利“CN101280054A”和“CN101182374A”中則分別介紹了基于銥配合物的共軛聚合物以及二茂鐵導電聚合物的聚合物存儲材料的相關研究。但是在開發(fā)聚合物存儲材料的過程中還有很多亟需解決的問題，諸如材料的化學穩(wěn)定性不夠好、器件的存儲不穩(wěn)定、存儲機理解釋復雜、器件的性能優(yōu)化困難、開關電流比不夠大等，科研工作者們也正在通過各種嘗試來解決以上面臨的問題。

聚芳醚砜材料作為一種性能優(yōu)異的特種工程塑料，具備優(yōu)秀的機械性能、良好的熱穩(wěn)定性、優(yōu)異的耐溶劑性能和耐酸堿性能等，已經在燃料電池、航空航天、分離膜等領域獲得了廣泛的應用。而咔唑基團具備良好的空穴傳輸能力，其優(yōu)異的光電性能使其在光電領域應用廣泛。

發(fā)明內容

本發(fā)明主要解決的技術問題是設計合成了含有咔唑基團的聚芳醚砜聚合物材料，以及使用該聚合物作為功能膜制備存儲器件，通過對接枝單體的化學改性，實現了對器件性能的優(yōu)化。在本發(fā)明中，將含有咔唑基團的幾種接枝單體，分別通過共價鍵接枝到性能優(yōu)異的特種工程塑料聚芳醚砜的側鏈上。該合成的聚合物含有咔唑官能團，具有良好的光電方面的性能，可以實現在電存儲領域方面的應用。同時該聚合物具備高的熱穩(wěn)定性(熱失重溫度高)，較好的溶解性能，良好的成膜性等優(yōu)點，可以通過旋涂制備聚合物功能膜。作為合成聚合物的應用，利用其制備了典型的具有三層結構的存儲器件(ITO玻璃/聚合物功能膜/Al電極)，并且通過對含有咔唑基團的接枝單體的簡單的化學修飾，實現了對器件性能的優(yōu)化，得到了一種熱學性能優(yōu)異(5％熱失重溫度378℃)、能源消耗低(開關電壓低，～2.5V)、信息讀取準確(電流比ON/OFF>10⁵，多次讀取電流平行性好)、信息保存時間長(保存時間>3×10⁵s)、具有一次寫入多次讀取存儲特性(Write-Once-Read-Many,WORM)的存儲性能穩(wěn)定的聚芳醚砜類信息存儲材料，拓展了聚芳醚砜類材料的應用領域。

本發(fā)明將含有咔唑官能團的側鏈型聚芳醚砜聚合物作為電存儲材料，制備相應的電存儲器件，涉及了材料的合成以及器件的制備方面的工藝，并通過對聚合物側鏈的化學修飾實現了對器件的存儲性能的優(yōu)化，提高了器件的穩(wěn)定性。

本發(fā)明所述的含有咔唑側基的聚芳醚砜，其結構如下所示：

其中,上式中R₁、R₂是氫原子或硝基。如果R₁、R₂都是氫原子，則對應的是聚合物Cz-PES1；若R₁、R₂其中一個是氫原子另一個是硝基，則對應的聚合物為Cz-PES2；若R₁、R₂均為硝基，則對應的聚合物為Cz-PES3。

本發(fā)明所述的含有咔唑的側鏈型聚芳醚砜Cz-PES1的制備方法，其步驟如下：