一種具有電致變色性能的聚酰胺薄膜及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種聚酰胺薄膜及其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 含三苯胺類聚合物在電場的作用下能夠形成陽離子自由基，是制備電荷傳輸材 料、電致發(fā)光材料、電致變色材料的重要原材料，同時(shí)也可作有機(jī)染料和醫(yī)藥中間體。芳香 性聚酰胺是高性能的聚合物，它們具有很好的熱穩(wěn)定性，機(jī)械性能和電致變色，可望用在光 存儲、光記憶、光學(xué)運(yùn)算、光限幅激光防護(hù)上。但是現(xiàn)有的聚酰胺仍然存在溶解性低，難以成 膜加工，光電變色響應(yīng)靈敏度低的問題，有待進(jìn)一步研宄提高。主要的解決方法是在主鏈上 引入大的基團(tuán)。另一方面，通過改變化學(xué)結(jié)構(gòu)和組成，提高聚酰胺的溶解性能與耐熱性能， 進(jìn)一步的增加聚酰胺的應(yīng)用領(lǐng)域：如光活性材料、熒光、電活性膜和離子交換膜等等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是要解決現(xiàn)有聚酰胺在有機(jī)溶劑中溶解度低，難以加工成膜和熱穩(wěn) 定性差的問題，而提供一種具有電致變色性能的聚酰胺薄膜及其制備方法和應(yīng)用。
[0004] -種具有電致變色性能的聚酰胺薄膜的結(jié)構(gòu)式為：
[0005]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種具有電致變色性能的聚酰胺薄膜，其特征在于一種具有電致變色性能的聚酰胺 薄膜的結(jié)構(gòu)式為：
所述的n的取值為1 <n< 100,且n為整數(shù)。 ，
2. -種具有電致變色性能的聚酰胺薄膜的制備方法，其特征在于一種具有電致變色性 能的聚酰胺薄膜的制備方法是按以下步驟制備的： 一、合成N，N' -二（a-萘基）-N，N' -二（4-異氰酸苯酯）聯(lián)苯單體： ① 、在氮?dú)鈿夥障聦，N-二（1-萘基）-4, 4-聯(lián)苯二胺溶解到二甲基亞砜中，再加入對 氟硝基苯和氫化鈉，再在l〇〇°C下反應(yīng)24h~30h，得到反應(yīng)液；將反應(yīng)液加入到冷水中，再 進(jìn)行抽濾，棄去濾液，得到黃色沉淀物質(zhì)；使用乙腈對黃色沉淀物質(zhì)清洗2次~4次，再在溫 度為30°C~40°C下干燥8~15h，得到反應(yīng)產(chǎn)物A; 步驟一①中所述的N，N-二（1-萘基）-4, 4-聯(lián)苯二胺與對氟硝基苯的物質(zhì)的量比為 1:2 ； 步驟一①中所述的N，N-二（1-萘基）-4, 4-聯(lián)苯二胺的物質(zhì)的量與二甲基亞砜的體積 比為lmol: (100mL~200mL); 步驟一①中所述的氫化鈉的質(zhì)量與二甲基亞砜的體積比為（lg~3g) : 100mL; ② 、將反應(yīng)產(chǎn)物A和Pd/C催化劑溶解到N，N'-二甲基甲酰胺中，在氫氣氣氛下、壓 力為7MPa~9MPa、攪拌速度為120r/min~150r/min和溫度為70°C~90°C的條件下反應(yīng) 40h~45h，得到黃綠色沉淀物質(zhì)；將黃綠色沉淀物質(zhì)進(jìn)行抽濾，棄去濾液，得到反應(yīng)物B;再 使用甲苯清洗反應(yīng)物B2次~4次，再在溫度為30°C~40°C下烘干3h~5h，得到N，f-二 (a_萘基）-N，N'-二（4-苯胺）聯(lián)苯二胺單體； 步驟一②中所述的反應(yīng)產(chǎn)物A的質(zhì)量與N，N'-二甲基甲酰胺的體積比為（3g~ 5g):250mL； 步驟一②中所述的Pd/C催化劑的質(zhì)量與N，N'-二甲基甲酰胺的體積比為（0.5g~ 2g):250mL； 步驟一②中所述的Pd/C催化劑中Pd的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10% ; 二、 聚合反應(yīng)：將N，N'-二（a-萘基）-N，N'-二（4-苯胺）聯(lián)苯二胺單體、二酸單 體和氯化鈣加入有機(jī)溶劑中，在溫度為120 °C~150 °C下反應(yīng)5h~7h，再使用甲醇沉出反 應(yīng)物C，再進(jìn)行抽濾，棄去濾液，得到反應(yīng)物D;利用利用索氏提取方法對反應(yīng)物D進(jìn)行提純， 再將提純后的反應(yīng)物D在溫度為30~40°C下烘干3h~5h，得到具有電致變色性能的聚酰 胺； 步驟二中所述的N，N'-二（a-萘基）-N，N'-二（4-苯胺）聯(lián)苯二胺單體與二酸單 體的摩爾比為1:1 ; 步驟二中所述的N，N'-二（a-萘基）-N，N'-二（4-苯胺）聯(lián)苯二胺單體的物質(zhì)的 量與有機(jī)溶劑的體積比為（〇?OOlmol~0? 05mol) :3mL; 步驟二中所述的氯化鈣的質(zhì)量與有機(jī)溶劑的體積比為（〇. 2~0. 3g) :3mL; 三、 固化成膜：將具有電致變色性能的聚酰胺溶解到有機(jī)溶劑中，得到具有電致變色性 能的聚酰胺溶液；將具有電致變色性能的聚酰胺溶液在轉(zhuǎn)速為1500r/min~2500r/min的 條件下涂覆在IT0玻璃上，再在溫度為80°C~100°C下干燥8~10h，得到具有電致變色性 能的聚酰胺薄膜； 步驟三中所述的具有電致變色性能的聚酰胺薄膜的結(jié)構(gòu)式為：
所述的n的取值為1 <n< 100,且n為整數(shù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種具有電致變色性能的聚酰胺薄膜的制備方法，其特征在 于步驟二中所述的有機(jī)溶劑為亞磷酸三苯酯、吡啶和N-甲基吡咯烷酮中的一種或其中幾 種的混合。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種具有電致變色性能的聚酰胺薄膜的制備方法，其特征在 于步驟二中所述的二酸單體的結(jié)構(gòu)式為

5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種具有電致變色性能的聚酰胺薄膜的制備方法，其特征在 于步驟三中所述的有機(jī)溶劑為N，N'-二甲基乙酰胺、N，N'-二甲基甲酰胺和N-甲基吡 咯烷酮中的一種或其中幾種的混合。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種具有電致變色性能的聚酰胺薄膜的制備方法，其特征在 于步驟三中所述的具有電致變色功能的聚酰胺薄膜的厚度為0. 5ym~5ym。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種具有電致變色性能的聚酰胺薄膜的制備方法，其特征在 于步驟二中所述的N，N'-二（a-萘基）-N，N'-二（4-苯胺）聯(lián)苯二胺單體的物質(zhì)的量 與有機(jī)溶劑的體積比為（〇?OOlmol~0?Olmol) :3mL〇
8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種具有電致變色性能的聚酰胺薄膜的制備方法，其特征在 于步驟二中所述的N，N'-二（a-萘基）-N，N'-二（4-苯胺）聯(lián)苯二胺單體的物質(zhì)的量 與有機(jī)溶劑的體積比為（〇?Olmol~0? 05mol) :3mL〇
9. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種具有電致變色性能的聚酰胺薄膜的制備方法，其特征在 于步驟二中所述的氯化鈣的質(zhì)量與有機(jī)溶劑的體積比為0. 3g:3mL。
10. -種具有電致變色性能的聚酰胺薄膜的應(yīng)用，其特征在于一種具有電致變色性能 的聚酰胺薄膜作為光電材料在電致變色材料、光致變色材料、空穴傳輸材料、三階非線性材 料、防偽、偽裝材料和顯示材料中應(yīng)用。
【專利摘要】一種具有電致變色性能的聚酰胺薄膜及其制備方法和應(yīng)用，它涉及一種聚酰胺薄膜及其制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明的目的是要解決現(xiàn)有聚酰胺在有機(jī)溶劑中溶解度低，難以加工成膜和熱穩(wěn)定性差的問題。一種具有電致變色性能的聚酰胺薄膜的結(jié)構(gòu)式為：制備方法：一、合成N,N’-二(α-萘基)-N,N’-二(4-異氰酸苯酯)聯(lián)苯單體；二、聚合反應(yīng)；三、固化成膜，得到具有電致變色性能的聚酰胺薄膜。本發(fā)明可獲得一種具有電致變色性能的聚酰胺薄膜。
【IPC分類】C08L77-06, C09K9-02, C08J5-18, C08L77-10, C08G69-28, C08G69-32
【公開號】CN104844813
【申請?zhí)枴緾N201510274494
【發(fā)明人】牛海軍, 吳曉彤, 蔡姝巍, 李宇, 蔡萬安, 肖田地
【申請人】黑龍江大學(xué)
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2015年5月26日