[发明专利]一种含吩噁嗪和酰胺结构的二胺及其聚酰亚胺

说明书

本发明公开了一种含吩噁嗪和酰胺结构的二胺及其聚酰亚胺。本发明将二卤代的吩噁嗪的卤原子转化为氰基，水解得到二羧酸单体，接着酰氯化，再通过酰胺反应接枝含硝基的基团，最后还原获得含吩噁嗪和酰胺结构的二胺单体，然后将制备的二胺单体与二酐聚合，得到含吩噁嗪和酰胺结构的聚酰亚胺。本发明创造性地将吩噁嗪的平面刚性结构和酰胺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良好的抗菌性。

技术领域

本发明涉及材料科学技术领域，更具体地，涉及一种含吩噁嗪和酰胺结构的二胺及其聚酰亚胺。

背景技术

聚酰亚胺，是综合性能最佳的有机高分子材料之一，其具有耐高低温、优良的机械性能、稳定性好以及阻燃和无毒等性能，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。聚酰亚胺作为很有发展前途的高分子材料，在绝缘材料中和结构材料方面的应用正不断扩大。在功能材料方面正崭露头角，其潜力仍在发掘中。

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的耐热性以及阻隔性能的不足，提供一种耐高温、具有高阻隔性能的含吩噁嗪和酰胺结构的二胺。

本发明要解决的另一技术问题是提供上述含吩噁嗪和酰胺结构的聚酰亚胺的制备方法。

本发明还一解决的技术问题是提供含吩噁嗪和酰胺结构的聚酰亚胺在多领域内的应用。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

一种含吩噁嗪和酰胺结构的二胺，所述二胺结构通式如下所示：

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：

优选地，所述Ar₂为的一种或多种，Ar3为的一种或多种。

上述含吩噁嗪和酰胺结构的二胺的制备方法包括：

S1.S1.将含有两个卤原子取代的吩噁嗪单体与氰化物加入溶剂中反应，提纯，干燥得到单体1、单体2或单体3；

S2.将S1中单体1、单体2或单体3加入溶剂中，加入碱，在保护气体氛围下通过水解反应，提纯，干燥得到二羧酸单体4、单体5或单体6；