[发明专利]具有高平面性的含萘结构功能二胺单体及其合成方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及材料科学领域，特别是一种具有高平面性的含萘结构功能二胺单体及其合成方法，该二胺单体可用于合成如聚酰胺、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺和聚酯酰亚胺等高性能、功能化聚合物。

背景技术

有机电致发光器件(OLED)彰显了全固态、主动发光、高发光效率、高亮度、高对比度、超薄、功耗低、无视角限制、响应速度快、工作温度范围宽、加工工艺简单、节能环保等诸多优点，被认为是理想、具发展前景的取代液晶显示器的新一代信息显示技术，是未来30年世界信息产业发展的重点。并且，OLED可实现柔性显示是其独有特点之一，柔性OLED也被誉为“梦幻显示器”。OLED产业化的关键问题在于如何“扩尺寸、降成本、增寿命、提色彩”，只有彻底解决了这几个问题，OLED才能真正开启第三代显示革命之门。其中，使用寿命的长短是制约OLED广泛应用的最大挑战之一，影响OLED使用寿命的主要原因是电极材料和发光材料对氧、水、杂质都非常敏感，很容易被污染从而导致器件性能的下降，从而降低发光效率，缩短使用寿命。为了保证产品的发光效率并延长其使用寿命，器件在封装时一定要隔绝氧和水。因此必须选用阻隔性能十分优异的柔性衬底材料对器件进行封装，才能满足产品寿命的严格要求，这使得研发新的封装技术和封装材料成为柔性OLED产业发展的一大热点。

OLED的柔性显示就要求柔性封装，此类封装材料的特点就是在发生很大弯曲变形的同时可以保证材料的有效使用，目前常用的柔性显示器件的衬底封装材料有超薄玻璃，金属箔片和聚合物薄膜。玻璃具有优良的耐化学稳定性，能很好的阻隔水和氧，但是其韧性差、很脆，只有厚度达到一定的薄度才能具有一定的韧性，但大面积的玻璃薄化技术很难实现。没有缺陷的金属箔片是不允许水分子和氧气透过的，并且它可以承受很高的加工温度，但是金属箔片不透光，并且表面平整性不好，不能承受多重弯曲、易产生针孔，这大大影响了其在柔性OLED方面的应用。与超薄玻璃和金属箔片相比，柔性聚合物薄膜具有质量更轻、柔韧 性更好、成本更低、容易加工成型等优点，并且部分聚合物薄膜还具有优异的机械性能、光学性能、热稳定性、化学稳定性和阻隔性能等，这些优势使得聚合物薄膜成为制备柔性OLED的关键材料。

目前，可用的柔性聚合物封装材料有聚偏二氯乙烯(PVDC)，乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)，聚酰胺(PA)，聚乙烯醇(PVA)，聚酰亚胺(PI)及聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)代表的热塑性聚酯等。然而，柔性聚合物封装材料的温度特性(200℃的使用温度)和阻隔性(水蒸气透过率低于10^-6g/m²/day，氧透过率低于10^-5cm³/m²/day)是实现柔性OLED需要克服的关键问题之一，而目前尚未报道具有该性能的聚合物。开发新型高阻隔聚合物材料是解决这一问题的办法之一。通过对分子结构进行有针对性的设计来开发新型聚合物材料，不仅能够改善聚合物薄膜的阻隔性能，还能达到提高聚合物综合性能的目的。本发明通过在聚合物中引入具有刚性平面结构的萘环，设计合成一系列具有平面性的二胺单体，以其为单体可以制备得到分子链间相互作用力强、分子链堆砌紧密、自由体积小的聚合物(聚酰胺、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺和聚酯酰亚胺等)，从而获得阻隔性能优异、综合性能良好的柔性聚合物封装材料。

发明内容

本发明的目的是提供一种以萘结构为中心的、具有高平面性的新型功能二胺单体，可用于合成聚酰胺、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺和聚酯酰亚胺等高性能、功能化聚合物。

本发明的另一目的在于提供上述具有高平面性的含萘结构功能二胺单体的合成方法。

本发明的目的是这样实现的：具有高平面性的含萘结构功能二胺单体，其结构通式为：

Ⅰ：

或Ⅲ：

或Ⅴ：

或Ⅶ：

或Ⅸ：

或Ⅹ：

或Ⅺ：

其中，Ar₁选自下列结构式中的任何一种：

n＝1～12。

Ar₂选自下列结构式基团中的任何一种：

Ar₃选自下列结构式基团中的任何一种：

Ar₄选自下列结构式基团中的任何一种：

n＝1～12。