[发明专利]含咔唑的共轭型聚希夫碱及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及共轭型聚希夫碱及其制备方法和应用。

背景技术

咔唑是一个著名的空穴传输和电致发光单元。由于他们优异的光电性能如光电导、电致发光、光致变色材料，因此在聚合物的主链或侧链引入咔唑基团受到了很大的关注。在电致变色中，咔唑衍生物是常用的材料空穴传输材料和发光层。此外，从结构上看咔唑具有不同二苯胺的平面结构，因此它可以进一步保护三苯胺而使得其具有更好的热稳定性。

芳香性共轭聚希夫碱具有光学非线性，电致变色、酸致变色，光致变色行为，同时希夫碱聚合物具有好的机械性能、热稳定性和电子导电性、非线性光学性质和许多其他性能，可望用在光存储、光记忆、光学运算、光限幅激光防护上引起许多学者的兴趣。但是现有的聚希夫碱仍然存在溶解性低，难以成膜加工，光电变色响应灵敏度低、热稳定性差的问题，有待进一步研究提高。

发明内容

本发明要解决现有的聚希夫碱在有机溶剂中溶解度低，难以加工，热稳定性差的问题，而提供含咔唑的共轭型聚希夫碱及其制备方法和应用。

含咔唑的共轭型聚希夫碱的结构式为：其中，所述的Ar为：n的取值为：1≤n≤100的整数。

含咔唑的共轭型聚希夫碱的制备方法，具体是按照以下步骤进行的：

一、将9-(2-己基)-咔唑-3，9二醛单体溶于有机溶剂中，得到混合液，其中，9-(2-己基)-咔唑-3，9二醛单体与有机溶剂的质量体积比为0.1g～0.5g∶10mL；

二、将二胺单体与有机溶剂加入到反应器中，然后将反应器置于油浴锅中搅拌至二胺单体完全溶于有机溶剂中，其中，二胺单体与有机溶剂的质量体积比为0.1g～0.5g∶10mL；

三、将步骤一中制备的混合液A加入到步骤二的反应器中，控制反应器中9-(2-己基)-咔唑-3，9二醛单体与二胺单体的摩尔比为1∶1，升温至温度为160℃，在氮气保护的条件下反应10h，然后用冷水沉出聚合物，再用甲醇抽提聚合物60h，干燥10h，即得到含咔唑的共轭型聚希夫碱。

含咔唑的共轭型聚希夫碱作为光电材料用于电致变色、光致变色、酸致变色、酸致传感、空穴传输材料、三阶非线性、防伪、伪装材料和显示材料中。

本发明的含咔唑的共轭型聚希夫碱在制作电致变色器件中的应用。将本发明的含咔唑的共轭型聚希夫碱溶于氯仿中，在导电玻璃上涂膜。含咔唑的共轭型聚希夫碱为工作电极，铂丝为对电极，饱和甘贡为参比电极，以乙腈为溶液，高氯酸锂为电解质支撑透明的电致变色器件。本发明的含咔唑的共轭型聚希夫碱在1.5～2.4V电压下，吸收峰右移，在518nm处有吸收峰，聚合物显示红色。未施加电压前在392处有吸收峰，吸收的紫色光，聚合物显示为黄色。

本发明的含咔唑的共轭型聚希夫碱在制作电致变色器件中的应用。将本发明的含咔唑的共轭型聚希夫碱溶于氯仿得到的聚希夫碱氯仿溶液涂膜，制作成酸致变色器件。通入100～10000ppm的浓盐酸气体之后即在508nm处有明显的吸收峰，吸收绿光，而聚合物显示为红色；这是由于加入盐酸气体之后，聚合物发生质子化。且随着聚合物吸收盐酸气体的量的增加，390nm处的吸收峰下降，508nm处的吸收峰逐渐增大，聚合物的颜色由黄色变为红色。当通入氨气以中和酸性气体时，溶液在508nm处的吸收峰消失，同时390nm处的吸收峰升高至与初始溶液峰高相同。说明含咔唑的共轭型聚希夫碱的酸致变色具有可逆性。

本发明的有益效果是：本发明的含咔唑的聚希夫碱克服了以往聚希夫碱难于溶解与一般有机溶剂的缺点，含咔唑的聚希夫碱利用与咔唑基团相连的多烷基来增加整个共轭聚合物的溶解性能使含咔唑的共轭型聚希夫碱溶于大部分的有机溶剂。同时聚希夫碱中形成的C＝N双键结构，双键连接着苯环，形成大的共轭结构，使得电子云可以在很长的分子链中传输，聚合物容易发生光吸收，而且在酸中质子化或氧化后导致颜色发生变化，并且可以发生可逆变化伴随着可逆的颜色变化。

本发明的含咔唑的共轭型聚希夫碱在氮气气氛下，温度为431℃处失重为5％，在700℃处失重为31％，因此，含咔唑的聚希夫碱具有很好的耐高温性能，适合在器件中使用。

本发明制备含咔唑的共轭型聚希夫碱作为光电材料用于电致变色、光致变色、酸致变色、酸致传感、空穴传输材料、三阶非线性、防伪、伪装材料和显示材料中。

附图说明

图1为实施例一制备的含咔唑的共轭型聚希夫碱的红外光谱图；

图2为实施例一制备的含咔唑的共轭型聚希夫碱的核磁谱图；