[发明专利]具有树状结构的苝酐型聚芳硫醚及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种具有树状结构的苝酐型聚芳硫醚及制备方法和应用，属于高分子合成。本发明提供一种苝酐型聚芳硫醚，即在苝酐的结构中引入聚芳硫醚得苝酐型聚芳硫醚。本发明所得聚芳硫醚兼具苝酐的光电效应和聚苯硫醚的优异强度和优良的可塑性；进一步引入磁光金属所得苝酐型光效应多功能聚芳硫醚聚合物重均分子量20000～150000，熔融指数5～500/10min，具有耐高温性能(熔点280～350℃，分解温度大于480℃)、在500～700nm具有强吸收峰，在室温到200℃具有可变的磁性能；是一种新型耐高温、高强的柔性磁光材料、具有广泛的用途。

技术领域

本发明涉及一种具有树状结构的苝酐型聚芳硫醚及制备方法和应用，属于高分子合成。

背景技术

苝四羧酸系化合物在可见光区吸收光谱范围宽，在可见光的吸收带位于450-600nm的范围内，收光谱范围宽、性能稳定、荧光发射强、光生电荷效率较高，是一类光热稳定性和耐久性好、光电转换效率高的有机半导体材料，受到广泛关注和研究。但是这种材料的自身是一种结晶小分子，只能用于各种参杂染色、与各种胺类化合物反应形成酰胺、酰亚胺化合物提高其荧光效能，限制了其性能的发挥。

特种工程塑料PPS由于其优异的耐腐蚀、耐高温、刚性好、强度高、比重小等特性，广泛用于石油化工、电子电器汽车和环保等各个方面，但其属于惰性聚合物，本身不具备光电和磁电性能，因而对其追踪标记具有一定困难。

现有技术中尚未有把苝酐的光电效应与聚苯硫醚的优异强度和可塑性相结合，形成具有耐高温、高强度、抗腐蚀、具有光电性能的高性能、多功能苝酐型聚芳硫醚的相关报道。

发明内容

本发明提供了一类具有树状结构的改性聚芳硫醚——苝酐型聚芳硫醚，所得聚芳硫醚兼具苝酐的光电效应和聚苯硫醚的优异强度和优良的可塑性。

本发明的技术方案：

本发明要解决的第一个技术问题是提供一种苝酐型聚芳硫醚，即在苝酐的结构中引入聚芳硫醚。

进一步，所述苝酐型聚芳硫醚的结构式如式Ⅰ或式Ⅱ所示：

进一步，所述苝酐型聚芳硫醚具有树状结构。

本发明要解决的第二个技术问题是提供上述苝酐型聚芳硫醚的制备方法，所述制备方法为：先用取代的苝酐与多元羧酸在非质子极性溶剂的作用下反应形成含羧基的苝酐；含羧基的苝酐与硫在非质子极性溶剂的作用下反应形成含硫苝酐配合物；最后将含硫苝酐配合物与二卤芳香化合物及硫进一步在非质子极性溶剂的作用下反应形成树状结构的苝酐型聚芳硫醚。

进一步，所述取代的苝酐为四氯苝酐或二溴苝酐，其结构式如下所示：

本发明中，当取代的苝酐为四氯苝酐时，所得改性聚芳硫醚的结构式如式Ⅱ所示；当取代的苝酐为二溴苝酐时，所得改性聚芳硫醚的结构式如式Ⅰ所示。

进一步，所述多元羧酸包括下述物质中的至少一种：谷氨酸、天冬氨酸、对氨基苯甲酸、琥铂酸、苹果酸、酒石酸、葡萄糖酸或柠檬酸等。

进一步，所述二卤芳香化合物选自下述物质中的至少一种：1,4-二卤苯、2,4-二卤苯、3,5-二卤苯、4,4’-二卤联苯、4,4’-二卤二苯砜、4,4’-二卤二苯酮或4,4’-二卤二苯醚。

进一步，多元羧酸与取代的苝酐的摩尔比为：多元羧酸：取代苝酐＝0～4:1；硫的总摩尔数＝与苝酐反应的硫+与二卤芳香化合物反应的硫，其中，与二卤芳香化合物反应的硫与二卤代芳香化合物的摩尔比为1:1，与苝酐反应的硫与苝酐的摩尔比为1：1～2：1。

进一步，当取代的苝酐为二溴苝酐时，硫与苝酐的摩尔比为1:1；当取代的苝酐为四氯苝酐时，硫与苝酐的摩尔比为2:1。