[发明专利]一类含芘柔性荧光标识物及其制备方法

说明书

本发明属于光识别、光成像领域。具体涉及一类含芘柔性荧光标识物及其制备方法。本发明先合成了一种含芘荧光基团二胺单体，并且通过改变含芘二胺单体，六氟二胺与醚酐之间的摩尔比，合成了一系列含芘聚酰亚胺。通过静电纺丝工艺，将含芘荧光基团聚酰亚胺纺制成柔性荧光纤维膜，该纤维膜具有优异的光学稳定性，为开发其在防伪印刷、安全识别和光学成像等领域的应用提供了思路和手段。

技术领域

本发明属于光识别、光成像领域，具体涉及一类含芘聚酰亚胺的合成以及通过静电纺丝工艺将聚合物制成柔性荧光标识物，开发其在光功能材料领域的应用。

背景技术

从纺织印染、防伪印刷、金属离子检测以及生物传感领域，荧光共轭聚合物材料被广泛应用于现代生活中。与有机小分子荧光材料相比，荧光共轭聚合物材料具有灵敏度高、荧光强度大、加工性能优异以及成膜性好等优点。

荧光共轭聚合物通常在溶液状态下表现出良好的荧光特性，然而一旦做成固体膜材料，由于高分子链中荧光共轭基团的高度聚集，从而产生聚集诱导淬灭现象，使得荧光共轭聚合物在聚集态下不发光，以此限制了此类聚合物作为器件使用的发展与应用。

发明内容

为了解决现有技术中荧光共轭聚合物做成固体膜材料产生聚集诱导淬灭现象，使得荧光共轭聚合物在聚集态下不发光的问题，本发明通过简便易行的静电纺丝技术，可以直接制备具有确定形态的纳米/微米级的纤维，通过纺丝工艺的调节，控制荧光共轭聚合物分子链在固体下取向和分别，改善因分子链聚集而产生的荧光淬灭现象，为开发荧光共轭聚合物在光识别、光成像领域的应用提供发展方向。

含芘柔性荧光标识物具体结构式如下：

本发明提供的一类含芘柔性荧光标识物的制备方法，

首先合成含芘基团二胺单体，其结构式如下：

合成路线如下：

具体合成路线如下：分别称取化合物1(1-芘甲醛)和化合物2(邻甲苯胺)于三口烧瓶中，在氮气保护下，加入适量溶剂和催化剂，加热至120℃-170℃。反应4-8h结束反应。

其中，化合物1与化合物2的摩尔比为1：2.5-1:5；溶剂为甲苯，其用量为化合物1质量的1-3倍；催化剂为浓盐酸，用量为化合物2物质量的0.1-0.3倍。

反应结束后，将产物倒入乙醇中加入氢氧化钠溶液调节pH≥7，静置分层。将体系过滤，得到黄色粉末，放入100℃烘箱干燥2h。将黄色粉末加入甲苯中热溶解，静置、过滤，得到浅白色晶体粉末，进一步在120℃真空干燥6h后得到化合物3。

合成含芘聚酰亚胺，结构式如下：

合成路线如下：

具体合成路线如下：以芘基团含量为0％～50％为目标合成聚合物，在氮气保护下，分别向三口烧瓶中加入化合物3，化合物4(六氟二胺)和化合物5(醚酐)，加入适量溶剂和催化剂，升温至170℃-190℃，反应4-8h后结束反应，将反应物加入乙醇中沉降，进一步过滤、洗涤。120℃真空干燥6h后得到白色聚合物。

其中，溶剂为间甲酚，固含量5％-20％；催化剂为异喹啉，其用量为间甲酚质量的1％-4％；mol_化合物3+mol_化合物4＝mol_化合物5。