[发明专利]一种聚硫脲类化合物及其制备方法与应用

说明书

本发明属于高分子化学和材料学领域，具体涉及一种聚硫脲类化合物及其制备方法与应用。所述的聚硫脲类化合物的制备包括如下步骤：(1)在保护气下，取胺类化合物、单质硫和三苯基膦二氟乙酸内盐混合，加入有机溶剂，升温并保持温度在搅拌下进行聚合反应；(2)待步骤(1)反应完全后将反应体系冷却至室温，将反应母液溶解于有机溶剂中，然后将其加入到沉淀剂中进行沉淀，收集沉淀物并室温干燥至恒重，得到所属的聚硫脲类化合物。本发明的制备方法反应原料易得，聚合条件温和、工艺简单、聚合效率高。所述的聚硫脲类化合物可用于高折光指数薄膜或者光学器件。

技术领域

本发明属于高分子化学和材料学领域，具体涉及一种聚硫脲类化合物及其制备方法与应用。

背景技术

聚硫脲是一类典型的含硫聚合物，具有优异的自修复性能、高折光指数、高介电常数、强金属配位能力等特殊优势，受到科学家们的广泛关注。目前已报道的合成聚硫脲的方法主要是二胺单体与硫脲、硫光气、二异硫氰酸酯等反应制得。这些方法中用到的硫脲需要在微波条件反应，能耗高，而硫光气是剧毒气体，并且遇水不稳定，二异硫氰酸酯需要通过二胺合成，分离、纯化过程复杂。这些因素都不利于结构和功能新颖的聚硫脲的开发。(Science 2018,359,72-76.；J.Am.Chem.Soc.2018,140,6156-6163；Macromolecules2019,52,8596–8603.；Adv Mater.,2013,25,1734-1738.；J.Mater.Chem.A 2015,3,14845-1485.)

因此开发条件温和、普适性强的聚硫脲合成方法非常具有科学和工业化价值。

发明内容

本发明的目的一在于提供一种聚硫脲类化合物的制备方法，克服了上述现有技术的缺点和不足。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种聚硫脲类化合物的制备方法，包括以下步骤：

(1)在保护气下，取胺类化合物、单质硫和三苯基膦二氟乙酸内盐混合，加入有机溶剂，得到混合溶液，升温后在该温度下搅拌进行聚合反应；

(2)待步骤(1)反应完全后将反应体系冷却，将反应母液溶解于有机溶剂中，然后将其加入到沉淀剂中进行沉淀，收集沉淀物并干燥至恒重，即得聚硫脲类化合物。

优选的，所述胺类化合物包括二元胺和多元胺。

优选的，所述胺类化合物为多元胺化合物时，多元胺化合物：单质硫：三苯基膦二氟乙酸内盐的摩尔比为1：2～10：1～4。

优选的，所述胺类化合物为二元胺化合物时，二元胺化合物：单质硫：三苯基膦二氟乙酸内盐的摩尔比为1：2～6：1～3。

优选的，步骤(1)所述的保护气为氮气或氩气；步骤(1)所述的升温温度为40～100℃。

优选的，步骤(1)所述的有机溶剂为N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、四氢呋喃中的一种，所述的单质硫为升华硫。

优选的，步骤(1)混合溶液中胺类化合物的浓度为0.25～2mol/L。

优选的，步骤(1)所述搅拌的转速为200～600rpm，所述聚合反应的时间为0.1～3h。

优选的，所述步骤(2)中的冷却温度为25～30℃；所述步骤(2)的沉淀溶剂为甲醇。

优选的，所述步骤(2)的沉淀物在室温下干燥至恒重。

优选的，所述胺类化合物选自以下的任意一种：

其中，k为1～20的整数。