[发明专利]具有抗菌效果的含吩噁嗪结构的二胺及其聚合物

说明书

本发明公开一种具有抗菌效果的含吩噁嗪结构的二胺及其聚合物。本发明利用含有两个卤原子取代的吩噁嗪的中间体与氨水反应，将卤原子转化为氨基；接着通过Ullmann偶联反应接枝含硝基的基团再还原，获得含吩噁嗪结构的二胺单体，然后将制备的二胺单体与二酐聚合，得到含吩噁嗪结构的聚酰亚胺。本发明创造性地将吩噁嗪的平面刚性结构和极性基团引入聚酰亚胺主链，平面刚性结构有利于分子链规整堆砌，诱导聚合物结晶，极性基团可以增强分子链的氢键作用，促进分子链紧密堆砌，从而使聚酰亚胺具有优异的阻隔性能，较高的玻璃化转变温度和热稳定性，较低的热膨胀系数以及抗菌性。

技术领域

本发明涉及材料科学技术领域，更具体地，涉及具有抗菌效果的含吩噁嗪结构的二胺及其聚合物。

背景技术

芳香型聚酰亚胺(PI)是一类性能优异的耐高温材料，其含有强刚性的苯环和酰亚胺环，具有高玻璃化转变温度(Tg)、高强度、低热膨胀系数(CTE)等优异特性，不论是作为结构材料或是作为功能性材料，其巨大的应用前景已经得到充分的认识。同时，聚酰亚胺还具有优良的阻燃性能和无毒性质，其可以广泛的应用于材料包装。

FOLED是极具发展前景的技术之一，能够实现柔性显示，可以制备出可折叠，弯曲的显示器，并且比刚性玻璃的OLED显示屏更加轻薄、更耐冲击。聚酰亚胺具有极强的耐热性，良好的力学性能和尺寸稳定性，是柔性OLED衬底或封装材料的最佳选择之一，而传统商用聚酰亚胺薄膜阻隔性能无法满足柔性显示器件的封装需求，目前采用的多层复合、镀层以及无机纳米改性等手段对阻隔性能的提高仍然有所缺陷，多层复合使用的高阻隔层膜耐热性差，稳定性不高；镀层膜影响其柔性，并且表面不平滑，易折损脱落；无机纳米改性是最常使用的方法，通过片状纳米层有效延长水蒸气和氧分子在基材中的扩散路径，从而改善其阻隔性能，然而所述方法基于基体的性能差别，阻隔性能的提高有限。另外，聚酰亚胺阻隔性能低，水氧透过率高的缺点，并且聚酰亚胺的抗菌性不足，难以在水氧透过率高的情况下在保证内容物不被污染，极大的限制了聚酰亚胺的在包装方面的广泛应用。因此，制备一种具备高阻隔性能以及抗菌功能的聚合物衬底材料是加速聚酰亚胺应用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有聚酰亚胺耐热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结构的二胺单体。

本发明要解决的另一技术问题是利用上述的二胺单体制备高阻隔、热稳定性好以及具有高平面性的聚酰亚胺。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

一种具有抗菌效果的含吩噁嗪结构的二胺，其结构通式如下所示：

Ar₁选自下列结构式中的任意一种：

其中，n＝0～6，m＝0～6，同一结构式中的n和m不同时为0。

进一步地，所述Ar₂和Ar₃选自下列结构式中的任意一种：

进一步地，所述Ar₂优选为的一种或多种，Ar3为的一种或多种。

根据上述所述具有抗菌效果的含吩噁嗪结构的二胺提供其制备方法，制备步骤包括：

S1.将含有两个卤原子取代的吩噁嗪单体在保护氛围下与氨水反应后得到单体1、单体2或单体3；

S2.将步骤S1中单体1、单体2或单体3，与含有一个卤原子和一个硝基取代的Ar1单体与加入溶剂中，在保护气体氛围下，加入碱，通过Ullmann偶联反应得到含两个硝基的单体4、单体5或单体6；