[發明專利]具有抗菌效果的含吩噁嗪結構的二胺及其聚合物

在審

• 申請號: 201911288086.1
• 申請日: 2019-12-15
• 公開（公告）號: CN111018850A
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發明（設計）人: 譚井華;劉亦武;賀盼;趙先清
• 申請（專利權）人: 湖南工業大學
• 主分類號: C07D413/14
• 分類號: C07D413/14;C08G73/10;C07D265/38;A01N43/84;A01P1/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 楊千尋;馮振寧

本發明公開一種具有抗菌效果的含吩噁嗪結構的二胺及其聚合物。本發明利用含有兩個鹵原子取代的吩噁嗪的中間體與氨水反應，將鹵原子轉化為氨基；接著通過Ullmann偶聯反應接枝含硝基的基團再還原，獲得含吩噁嗪結構的二胺單體，然后將制備的二胺單體與二酐聚合，得到含吩噁嗪結構的聚酰亞胺。本發明創造性地將吩噁嗪的平面剛性結構和極性基團引入聚酰亞胺主鏈，平面剛性結構有利于分子鏈規整堆砌，誘導聚合物結晶，極性基團可以增強分子鏈的氫鍵作用，促進分子鏈緊密堆砌，從而使聚酰亞胺具有優異的阻隔性能，較高的玻璃化轉變溫度和熱穩定性，較低的熱膨脹系數以及抗菌性。

技術領域

本發明涉及材料科學技術領域，更具體地，涉及具有抗菌效果的含吩噁嗪結構的二胺及其聚合物。

背景技術

芳香型聚酰亞胺(PI)是一類性能優異的耐高溫材料，其含有強剛性的苯環和酰亞胺環，具有高玻璃化轉變溫度(Tg)、高強度、低熱膨脹系數(CTE)等優異特性，不論是作為結構材料或是作為功能性材料，其巨大的應用前景已經得到充分的認識。同時，聚酰亞胺還具有優良的阻燃性能和無毒性質，其可以廣泛的應用于材料包裝。

FOLED是極具發展前景的技術之一，能夠實現柔性顯示，可以制備出可折疊，彎曲的顯示器，并且比剛性玻璃的OLED顯示屏更加輕薄、更耐沖擊。聚酰亞胺具有極強的耐熱性，良好的力學性能和尺寸穩定性，是柔性OLED襯底或封裝材料的最佳選擇之一，而傳統商用聚酰亞胺薄膜阻隔性能無法滿足柔性顯示器件的封裝需求，目前采用的多層復合、鍍層以及無機納米改性等手段對阻隔性能的提高仍然有所缺陷，多層復合使用的高阻隔層膜耐熱性差，穩定性不高；鍍層膜影響其柔性，并且表面不平滑，易折損脫落；無機納米改性是最常使用的方法，通過片狀納米層有效延長水蒸氣和氧分子在基材中的擴散路徑，從而改善其阻隔性能，然而所述方法基于基體的性能差別，阻隔性能的提高有限。另外，聚酰亞胺阻隔性能低，水氧透過率高的缺點，并且聚酰亞胺的抗菌性不足，難以在水氧透過率高的情況下在保證內容物不被污染，極大的限制了聚酰亞胺的在包裝方面的廣泛應用。因此，制備一種具備高阻隔性能以及抗菌功能的聚合物襯底材料是加速聚酰亞胺應用。

發明內容

本發明要解決的技術問題是針對現有聚酰亞胺耐熱性以及阻隔性能的不足，提供平面性好、具有抗菌性能的含吩噁嗪結構的二胺單體。

本發明要解決的另一技術問題是利用上述的二胺單體制備高阻隔、熱穩定性好以及具有高平面性的聚酰亞胺。

本發明的目的通過以下技術方案予以實現：

一種具有抗菌效果的含吩噁嗪結構的二胺，其結構通式如下所示：

Ar₁選自下列結構式中的任意一種：

其中，n＝0～6，m＝0～6，同一結構式中的n和m不同時為0。

進一步地，所述Ar₂和Ar₃選自下列結構式中的任意一種：

進一步地，所述Ar₂優選為的一種或多種，Ar3為的一種或多種。

根據上述所述具有抗菌效果的含吩噁嗪結構的二胺提供其制備方法，制備步驟包括：

S1.將含有兩個鹵原子取代的吩噁嗪單體在保護氛圍下與氨水反應后得到單體1、單體2或單體3；

S2.將步驟S1中單體1、單體2或單體3，與含有一個鹵原子和一個硝基取代的Ar1單體與加入溶劑中，在保護氣體氛圍下，加入堿，通過Ullmann偶聯反應得到含兩個硝基的單體4、單體5或單體6；