[发明专利]主链含有三苯胺结构侧链含有咔唑结构的聚氮苯酮聚合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料及其制备技术领域，具体涉及一种主链含有三苯胺结构侧链含有咔唑结构的聚氮苯酮聚合物及其制备方法。

背景技术

三苯胺是以氮原子为中心，具有螺旋桨结构的非平面分子构型的化合物：这一结构特点促使三芳胺类的化合物能够在电场的作用下易于的形成氨离子的自由基，从而使这一结构具有良好的空穴的传输的性能。这种的独特的自由基的性质使三苯胺类的化合物及其衍生的化合物具有较高的空穴的迁移率和较好的传输的性能，因此常常被作为制备光电的材料、空穴的传输的材料的首选结构，相应的材料被广泛的应用于有机的光电的领域。

因为独特的光学、电学、电化学性质，含有咔唑单元的聚合物材料一直是研究的热点，这些聚合物的应用非常广泛，其应用领域包括：光导体、电致发光、光折射等。从咔唑的结构上看，由于诱导效应的存在，双键上的电子被会N原子上的孤立电对吸引；但是，由于共轭效应大于诱导效应，N原子上的孤对电对反而会使双键富电子，这个特性使咔唑基团具有了极强的空穴传输能力，所以含有咔唑基团的有机化合物通常可以在OLED器件中做空穴传输层使用；另外，因为特殊的刚性结构，咔唑基团的引入能有效地提高化合物的热稳定性。

聚芳醚酮类的材料是上世纪的60年代出现的一类在聚合物分子主链上含有羰基基团和芳香基基团的非结晶型的热塑性的工程塑料，这种结构为该聚合物带来了优良的化学稳定性、热的稳定性、耐水解性、耐氧化性、耐绝缘性、耐辐射性等，成为一种非常重要的特种工程塑料，所以被广泛应于机械方面、电子方面、航天方面、交通方面、医疗方面、涂料方面等领域。这类聚合物主要是通过其亲电的取代或亲核的取代来制备的。

如果将三者的特点有机的结合在一起，可能会得到一种成膜性好、空穴传输率高、热稳定性高、机械加工性能优良的理想聚合物空穴传输材料。

在上述技术背景以及市场需要的推动下，本发明通过传统亲和取代缩聚技术，合成了一种主链含有三苯胺结构侧链含有咔唑结构的聚氮苯酮聚合物，方法简单，成本较低，具有良好的工业化前景。

发明内容

本发明的目的是提供一种主链含有三苯胺结构侧链含有咔唑结构的聚氮苯酮聚合物及其制备方法。

本发明从聚合物结构设计角度出发，以二氟二苯酮、9-(4-氨基苯)-咔唑单体为原料，在碱性环境下，成功的制备了主链含有三苯胺单元结构侧链含有咔唑结构的一系列聚芳酮共聚物。同时本发明从催化剂角度出发，以碳酸铯替代碳酸钾，聚合物的分子量都有一定量的提升。同时使用该方法制备的聚合物因原料价格便宜、易于采购，所以具有便于大规模生产的优势，使其更具有一定的实际应用价值。

本发明所述的聚合物结构式如下：

n和m分别表示两种结构单元在聚合物中的数量，m、n分别为大于等于2的整数，且n：m＝4：1～1：4。

本发明式(Ⅰ)结构化合物的制备方法是将摩尔比为1：1：1.1～1.3的二氟二苯酮单体、9-(4-氨基苯)-咔唑单体和碳酸铯，在氮气保护下加入到环丁砜溶剂中，固含量为20～30％，再加入环丁砜体积20～30％的甲苯作为带水剂；在140～160℃温度下搅拌加热2～5h，然后用带水器移除甲苯和水，再在215～225℃下反应6～9h；反应结束后，将反应液倒入蒸馏水中，经过滤收集固体沉淀，再经蒸馏水和乙醇分别煮沸洗涤后于70～90℃下干燥5～10h后得到棕黄色聚合物粉末(产率不低于80％)，即式(Ⅰ)结构化合物。

本发明式(Ⅱ)结构化合物的制备方法是将摩尔比为1：1-p：p：1.1～1.3(p＝0.2～0.8)的二氟二苯酮、9-(4-氨基苯)-咔唑单体、双酚单体和成盐剂(碳酸钾或碳酸铯)在氮气保护下加入到环丁砜溶剂中，固含量为20～30％，并加入环丁砜溶剂体积20～30％的甲苯作为带水剂；在140～160℃温度下搅拌加热2～5h，然后用带水器移除甲苯和水，再在215～225℃下反应6～9h；反应结束后，将反应液倒入蒸馏水中，经过滤收集固体沉淀，再经蒸馏密码，水和乙醇分别煮沸洗涤后于70～90℃下干燥5～10h后得到淡黄色聚合物粉末(产率不低于80％)，即式(Ⅱ)结构化合物。

本发明的有益效果：