[发明专利]一种含有三苯胺的芳香族聚酯及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种芳香族聚酯及其制备方法和应用。

背景技术

电致变色的材料和设备多年来一直被研究。电致变色的系统设备可用于光和过热保护窗户，镜子，玻璃，维护系统，光学过滤器和显示面板。目前,电致变色材料有两个商业应用:一个是汽车后视镜；第二个应用是电致变色的智能窗户。

众所周知,芳香族聚酯具有较高的热稳定性、在可见光区域有光学透明度和优良的机械性能。到目前为止，大多数研究都集中在他们的高性能应用方面。这些聚合物作为光子/电子设备材料的应用研究较少。因此,通过一个简单的缩合合成方法来调节聚酯的光物理和电性能，并使之在发光二极管和电致变色材料上的应用成为一个重要的课题。

当给电子取代基的苯基团包含在三苯胺对位时，耦合反应被阻止了,这样就提供了稳定的阳离子自由基。由于三苯胺及其衍生物具有高的电荷迁移率和电致变色性能，因此被广泛地研究。它们的主要缺点是形态稳定性不好，容易结晶和相分离，这就使得其应用变得困难。为了解决这个问题,研究人员将三苯胺单元引入到聚合物主链或侧链上，并取得了一些重要的结果。

然而,这些高性能聚合物中存在不溶于普通溶剂和不熔化，难加工等缺点，限制了应用。聚合物的分子结构可以显著影响性能和加工性能，为了克服这种困难,聚合物结构需要改造。我们已合成了在主链中含有三苯胺的芳香聚酰亚胺、聚酰胺和聚酯。由于大体积和三维三苯胺结构在聚合物中的引入，制备的聚合物是无定形的并具有很好的溶解性。

发明内容

本发明的目的是要解决现有聚酯在有机溶剂中溶解度低和容易结晶的问题，而提供一种含有三苯胺的芳香族聚酯及其制备方法和应用。

一种含有三苯胺的芳香族聚酯的结构式为：其中，所述的R为所述的n的取值为1≤n≤100，且n为整数。

一种含有三苯胺的芳香族聚酯的制备方法，是按以下步骤完成的：

一、制备N,N′-二(β-萘基)-N,N′-二(4-羧基苯)对苯二胺单体：

①、在氮气气氛下，将N,N′-二(β-萘基)对苯二胺溶解到无水N,N-二甲基甲酰胺中，再加入对氟苯腈和氢化钠，再在温度为120℃～130℃下反应15h～20h，再使用温度为0℃～5℃的蒸馏水沉淀出反应物A，再对反应物A进行抽滤，弃去滤液，再在温度为30℃～35℃下进行干燥24h～30h，得到干燥后的反应物A；使用丙酮对干燥后的反应物A进行重结晶，再在温度为30℃～35℃下干燥6h～8h，得到二腈基单体；

步骤一①中所述的N,N′-二(β-萘基)对苯二胺的质量与无水N,N-二甲基甲酰胺的体积比为5g:(70mL～100mL)；

步骤一①中所述的对氟苯腈的质量与无水N,N-二甲基甲酰胺的体积比为4g:(70mL～100mL)；

步骤一①中所述的氢化钠的质量与无水N,N-二甲基甲酰胺的体积比为2g:(70mL～100mL)；

②、将二腈基单体、氢氧化钾、甲醇和蒸馏水混合，再在温度为100℃～110℃和搅拌速度为120r/min～150r/min的条件下搅拌反应5天～6天，再使用温度为0℃～5℃，pH值为2～3的蒸馏水沉淀出反应物B；再对反应物B进行抽滤，弃去滤液，再在温度为30℃～35℃下干燥24h～30h，得到干燥后的反应物B；使用质量分数为6％～8％的冰醋酸对干燥后的反应物B进行重结晶，得到N,N′-二(β-萘基)-N,N′-二(4-羧基苯)对苯二胺单体；

步骤一②中所述的二腈基单体的质量与甲醇的体积比为3g:(8mL～10mL)；

步骤一②中所述的氢氧化钾的质量与甲醇的体积比为2g:(8mL～10mL)；

步骤一②中所述的甲醇与蒸馏水的体积比为(0.5mL～1.5mL):1mL；

二、聚合反应：

①、将N,N′-二(β-萘基)-N,N′-二(4-羧基苯)对苯二胺单体和二羟基化合物加入到吡啶中，再在温度为20℃～30℃和搅拌速度为120r/min～150r/min的条件下搅拌反应5min～10min，得到混合液C；

步骤二①中所的N,N′-二(β-萘基)-N,N′-二(4-羧基苯)对苯二胺单体的质量与吡啶的体积比为(0.5g～1.0g):4mL；

步骤二①中所的N,N′-二(β-萘基)-N,N′-二(4-羧基苯)对苯二胺单体与二羟基化合物的摩尔比为1:1；