[發明專利]一種含苯并惡唑和咔唑結構的聚酰亞胺及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201911398995.0
• 申請日: 2019-12-30
• 公開（公告）號: CN111116911B
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: 張藝;吳慧焱;龍禹波;陳玥琪;蔣星;池振國;劉四委;許家瑞
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: C08G73/10
• 分類號: C08G73/10;C09K11/06;C08J5/18;C08L79/08
• 代理公司: 北京東方盛凡知識產權代理事務所(普通合伙) 11562
• 代理人: 張雪

1.一種含苯并惡唑和咔唑結構的聚酰亞胺，其特征在于，所述聚酰亞胺的結構式如下：

其中n和m表示聚合度，n/m＝1/99～100/0，X和W為四價的芳香族基團或脂肪族基團，Z為二價的芳香族基團或脂肪族基團，Y為結構通式Y-1或Y-2所示基團的一種或兩種混合物：

結構通式Y-1或Y-2中R₁、R₂、R₃、R₄選自下列結構式中的任何一種：

所述的X或W相同或不同，選自以下四價的芳香族基團或脂肪族基團結構式中的一種或一種以上：

所述的Z選自以下二價的芳香族基團或脂肪族基團結構通式中的任何一種：

2.一種如權利要求1所述的含苯并惡唑和咔唑結構的聚酰亞胺的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：在氬氣或氮氣氛圍中，將含有Y結構的二胺單體或者含Y、Z結構的混合二胺與含X結構的二酐或含X、W結構的混合二酐按摩爾比為1：(1～1.1)溶于非質子極性有機溶劑中，在-10℃～40℃攪拌反應6～72小時，得到聚酰胺酸溶液，然后通過熱酰亞胺化或化學酰亞胺化法進行酰亞胺化，得到所述的聚酰亞胺。

3.根據權利要求2所述的含苯并惡唑和咔唑結構的聚酰亞胺的制備方法，其特征在于，含有Y結構的二胺單體或者含Y和Z結構的混合二胺單體與含X結構的二酐單體或者含X和W結構的混合二酐單體總質量占反應物料總質量的5～50％。

4.根據權利要求2所述的含苯并惡唑和咔唑結構的聚酰亞胺的制備方法，其特征在于，所述的非質子極性有機溶劑選自N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亞砜、二甲基砜、1,4-二氧六環、四氫呋喃、間甲酚中的一種或兩種以上的混合物。

5.根據權利要求2所述的含苯并惡唑和咔唑結構的聚酰亞胺的制備方法，其特征在于，所述熱酰亞胺化法制備聚酰亞胺，包括以下步驟：將聚酰胺酸溶液置于真空烘箱中，抽泡處理，將聚酰胺酸溶液刮涂在潔凈基板上，再將基板置于高溫真空烘箱中，按設定程序進行升溫：從室溫升溫至100℃，100℃±2℃下保持1h，然后升溫至200℃，在200℃±2℃下保持1h，然后升溫至300℃，在300℃±2℃下保持1h，再升溫至370℃，370℃±2℃下保持0.5h；處理完畢后冷卻至室溫，將帶有聚酰亞胺薄膜的基板取出放入80-100℃熱水中浸泡剝離出薄膜，在180℃下真空干燥，得到聚酰亞胺薄膜。

6.根據權利要求2所述的含苯并惡唑和咔唑結構的聚酰亞胺的制備方法，其特征在于，所述化學酰亞胺化法制備聚酰亞胺包括以下步驟：

(1)在聚酰胺酸溶液中加入乙酸酐和吡啶，使乙酸酐和聚酰胺酸溶液中-COOH的摩爾比為10:1，乙酸酐和吡啶的摩爾比為5:2，在環境濕度低于40％、環境溫度0-30℃、氬氣條件下，攪拌8-15h，將得到的溶液逐滴加入到無水乙醇或甲醇溶液中沉淀析出，過濾后蒸餾水洗凈，置于150℃真空烘箱中充分烘干，得到聚酰亞胺粉體材料；

(2)將上述聚酰亞胺粉體材料溶解于非質子極性有機溶劑中，并于室溫下置于真空烘箱中，抽至真空進行除泡處理，待消除氣泡后，將聚酰亞胺溶液刮涂在潔凈的基板上，再將基板置于高溫真空烘箱中，升溫至70～300℃干燥，冷卻后可得到聚酰亞胺膜。

7.一種如權利要求1所述的含苯并惡唑和咔唑結構的聚酰亞胺在制備光學設備中的發光層材料、光致發光材料、柔性電致發光器件中的應用。