[发明专利]含偶氮二胺单体的合成及其制备的聚酰亚胺有效

专利信息
申请号: 201510658388.9 申请日: 2015-10-12
公开(公告)号: CN105254528B 公开(公告)日: 2017-02-22
发明(设计)人: 路庆华;童发钦 申请(专利权)人: 上海交通大学
主分类号: C07C245/08 分类号: C07C245/08;C08G73/10
代理公司: 上海交达专利事务所31201 代理人: 王毓理,王锡麟
地址: 200240 *** 国省代码: 上海;31
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摘要:
搜索关键词: 偶氮 单体 合成 及其 制备 聚酰亚胺
【说明书】:

技术领域

本发明涉及的是一种液晶器件领域的新材料,具体是一种含偶氮二胺单体的合成及其制备的聚酰亚胺。

背景技术

液晶显示器件的好坏取决于液晶分子的取向,目前为止,聚酰亚胺是工业上最广泛使用的液晶取向材料。然而现用的液晶取向剂大多采用的是摩擦取向,摩擦取向对摩擦材料和设备要求较高,并且在摩擦取向过程中会产生灰尘、静电和划痕,对液晶器件的质量产生比较大的负面影响,从而进一步限制了它们在相关领域的应用。为了避免摩擦取向过程中产生的问题,制备出取向性好,稳定性优良等综合性能优异的聚酰亚胺材料,因此采用非接触式取向来调节聚酰亚胺的液晶取向性得到了大家的青睐。

偶氮苯所含的偶氮基团具有光致异构特性,紫外照射下,偶氮基团从能力低的反式结构转变为顺式结构,当在可见光或者加热条件下,又从顺式结构返回到反式结构。当在偏振紫外光的照射下,自身发生顺反异构(trans-to-cisisomerization)而产生各向异性。此结构具有合成简单、价格廉价、良好的热稳定性,独特的光学非线性等优点,是目前普遍采用合成光响应性材料的功能性基团之一。

通过分子设计将偶氮基团引入到对称非共平面结构的二胺中,合成的聚酰亚胺具有较好的溶解性能,同时还具有良好的热性能、光学性能和介电性能等。偶氮基团的引入,通过调节偶氮基团的异构,使得聚酰亚胺具有各向异性,在光电领域中具有突出的应用前景。

经过对现有技术的检索发现,中国专利文献号CN103254437A,公开(公告)日2013.08.21,公开了一种蚕丝蛋白诱导偶氮苯液晶弹性体光致形变的方法,首先通过硅氢化反应先生成线性聚合物,再通过光引发剂使残余的双键打开进行后交联,形成交联液晶弹性体,然后通过蚕丝蛋白作为支撑膜,同时利用蚕丝蛋白的氢键诱导LCEs液晶基元发生取向(偶氮苯液晶基元垂直于膜的方向有序排列),使得交联弹性体的玻璃化转变温度在室温以下,它在紫外光照射下可以迅速方向性的响应。但该技术通过硅氢化生成的线性聚合物不具有好的热稳定性能,难以满足现有技术需要。

中国专利文献号CN102516980A,公开(公告)日2012.06.27,公开了一种通过共价修饰构筑的salophen型双席夫碱光致变色材料及其制备方法。其制备方法可简要概括为以下步骤:首先制备席夫碱结构的过渡金属配合物和偶氮苯类衍生物,然后两者混合合成出双席夫碱的偶氮苯共价修饰产物。但该技术制备席夫碱结构的过渡金属配合物和偶氮苯类衍生物属于小分子范畴,在液晶显示器件中,只能充当液晶填充单元使用。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足,提出一种含偶氮二胺单体的合成及其制备的聚酰亚胺,该二胺单体与二酐单体缩聚反应合成聚酰亚胺,具有良好的热稳定性,可以长期在较高温度下使用。同时也具有较好的力学性能和光致取向性能,有利于作为液晶显示器件。

本发明是通过以下技术方案实现的:

本发明涉及一种含偶氮结构的二胺单体,即4,4`-二氨基-4``偶氮三苯甲烷,其结构式为:

本发明涉及上述二胺单体的合成方法,以4-偶氮苯甲醛为原料,与苯胺和苯胺盐酸盐反应得到4,4`-二氨基-4``偶氮三苯甲烷。

所述的4-偶氮苯甲醛与苯胺的摩尔比1:3~5,4-偶氮苯甲醛与苯胺盐酸盐摩尔比为1:3%~5%。

所述的反应具体为:氮气保护下,逐步升温至110℃,恒温反应2小时,继续升温至150℃,恒温反应1.5小时。

所述的4-偶氮苯甲醛,以1-溴-6-(4-甲氧基偶氮苯-4`-氧)己烷为原料,与4-羟基苯甲醛和无水碳酸钾,并以碘化钾为催化剂反应得到。

所述的反应具体为:在N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和氮气保护下搅拌反应。

所述的4-羟基苯甲醛与1-溴-6-(4-甲氧基偶氮苯-4`-氧)己烷的摩尔比1:1.1,碳酸钾与4-羟基苯甲醛的摩尔比为2~3:1。

所述的1-溴-6-(4-甲氧基偶氮苯-4`-氧)己烷,以4-羟基-4`-甲氧基偶氮苯为原料,与1,6-二溴己烷和无水碳酸钾,并以为催化剂反应得到。

所述的反应具体为:在丙酮和氮气保护下搅拌回流反应。

所述的1,6-二溴己烷与4-羟基-4`-甲氧基偶氮苯摩尔比为2~3:1,碳酸钾与4-羟基-4`-甲氧基偶氮苯的摩尔比为2~3:1。

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