【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于新材料领域，更具体地，涉及一种含氮杂环联苯二胺类化合物及其制备方法与应用。
技术介绍
1、近年来，有机发光二极管(oled)显示器因其高亮度、宽视角、快速响应和超薄等优点而蓬勃发展。有机电致发光材料因其具有柔性、可折叠甚至可拉伸的特性，适合在柔性聚合物衬底上制备有机发光器件。因此，使用聚合物薄膜作为柔性oled显示器基板引发研究者广泛的兴趣。目前，柔性基板的主要研究对象为耐高温聚合物薄膜，包括聚酰亚胺(pi)、聚萘二甲酸乙酯(pen)、聚对苯二甲酸乙酯(pet)、聚碳酸酯(pc)等。其中，pi因其优异的热性能、力学性能和介电性能被认为是非常有前景的聚合物薄膜材料。
2、然而，用于柔性显示器的聚酰亚胺基板仍存在一些挑战，特别是在可折叠、可卷曲显示器领域。理想的pi基板应具有以下特性:(1)在低温多晶硅薄膜晶体管(tft)制作过程中，具有极高的热稳定性，能够承受较高的工艺温度>450℃)，可避免pi衬底热分解产生的挥发物质污染oled器件；(2)热膨胀系数低(cte：0-5ppm k-1)，具有极佳的热尺寸稳定性，避免在高温加工时由于pi与无机或金属层之间的cte值不匹配而产生碎裂、卷曲或剥离。(3)足够的柔韧性，以满足柔性oled显示屏的抗弯要求。然而，值得注意的是，提高耐高温性能或降低cte往往会牺牲pi衬底的柔韧性。此外，系统地调节pi衬底的热尺寸稳定性，实现衬底与用作缓冲层、阻隔层、tft或柔性电极的不同无机或金属层压板之间有更好的兼容性具有很高的难度。研究证明，将具有较好线性和刚性的结构单元
3、因此，寻找一种具有高热稳定性、低cte值和优异力学性能的理想柔性透明衬底材料一直是材料科学领域的热点问题。鉴于这些背景和市场需求，迫切需要开发一种新型的柔性基板材料，该材料不仅要在光学性能上达到标准，同时还要具备优异的热性能和尺寸稳定性，以满足日益严格的应用需求。
技术实现思路
1、针对现有技术的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种新型的聚酰亚胺薄膜，该薄膜在保留传统pi薄膜优点的同时，通过独特的分子设计，实现低热膨胀系数cte以及高机械强度的综合性能，旨在解决现有技术的聚酰亚胺膜在热稳定性、力学性能以及光学性能上不能兼具的技术问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了一种含氮杂环联苯二胺类化合物，其结构通式如式i或式ii所示：
3、
4、其中，r为y为c、n、o、s、c＝o、s＝o中的一种。
5、按照本专利技术的另一个方面，提供了式i所示的含氮杂环联苯二胺类化合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
6、(1)含氮杂环双硼酸酯化合物的合成：
7、
8、其中，x为卤族元素，y为c、n、o、s、c＝o、s＝o中的一种；a为pd(pph3)2cl2、pd(dppf)cl2、pd(oac)2、pd(pph3)4中的一种；b为k2co3、koac、k3po4中的一种；
9、(2)含氮杂环二胺化合物的合成:
10、
11、其中，x为卤族元素，c为pd(pph3)2cl2、pd(dppf)cl2、pd(oac)2、pd(pph3)4中的一种；d为k2co3、koac、k3po4中的一种。
12、按照本专利技术的另一个方面，提供了一种所述的含氮杂环联苯二胺类化合物的应用，用于制备聚酰亚胺。
13、按照本专利技术的另一个方面，提供了一种聚酰亚胺薄膜，含有所述的含氮杂环联苯二胺类化合物。
14、总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：
15、(1)本专利技术提供了一种用于制备新型的聚酰亚胺薄膜的含氮杂环联苯二胺化合物，采用该化合物制备的pi薄膜能够在保持良好光学性能和机械性能的同时，实现低热膨胀系数和较好的耐热性。本专利技术的核心在于设计并合成了一种新型的含有氢键给体基团的二胺单体，且此氢键给体能够耐高温，通过调控氢键含量以此来调控聚酰亚胺薄膜的热膨胀系数。
16、(2)本专利技术中通过利用氢键作用，成功地开发了一种新型的聚酰亚胺(pi)薄膜。该薄膜具有显著提高的弹性模量(即强度)，这是由于其独特的化学结构设计，使得氢键作用和苯环刚性相结合，能够有效地相互作用。通过这种方法，获得的聚酰亚胺薄膜展现出优越的机械性能，适用于高强度和耐久性的应用领域。
17、(3)本专利技术提出了一种独特的聚合物结构设计，含氮杂环与所连苯环共平面，使聚合物薄膜具有较好的尺寸稳定性和耐热性。侧基苯环与中间苯环相连且具有较高的线性取向程度，使得聚合物既具有一定的柔性的同时还具有较高的尺寸稳定性。本专利技术的聚合物结构因其独特性，对于高性能材料的开发具有潜在的应用价值，适用于多种工业领域，包括但不限于薄膜、涂层、纤维和复合材料等。
18、(4)在本专利技术中，通过引入氢键促使分子链更加有序的堆叠，使聚合物分子链之间的相互作用力显著增强。这种增强的相互作用力导致了分子链堆积密度的提高，并且有效地限制了聚合物链在材料内部的运动自由度。因此，所得到的改性聚合物薄膜表现出较原始薄膜更优异的尺寸稳定性，从而实现了pi薄膜的低热膨胀系数(cte)，增强了材料在温度变化下的尺寸稳定性。
19、(5)通过控制含氮杂环二胺单体的添加量从而进一步调控聚酰亚胺薄膜的尺寸稳定性和柔性。
20、(6)本专利技术提供了一种简单有效的含氮杂环二胺化合物制备方法，反应步骤简单，原料来源方便且成本较低。
21、(7)本专利技术为柔性oled基板材料的制造提供了新的选择。
22、(8)将本专利技术含氮杂环二胺类化合物用于制备聚酰亚胺膜，经测试，优选实施例中制备得到的pi膜的玻璃化温度高达380℃，热膨胀系数cte值低至7.2ppm/k，弹性模量高达6.7gpa，断裂伸长率提高至28％；相较本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种含氮杂环联苯二胺类化合物，其特征在于，其结构通式如式I或式II所示：
2.如权利要求1式I所示的含氮杂环联苯二胺类化合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中反应温度为80-100℃，反应溶剂为四氢呋喃、甲苯、1,4-二氧六环中的一种，反应时间为3-6h。
4.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中反应温度为90-120℃，反应溶剂为甲苯/水的混合溶剂、四氢呋喃/水的混合溶剂、1,4-二氧六环/水的混合溶剂中的一种，反应时间为12-24h。
5.如权利要求1所述的含氮杂环联苯二胺类化合物的应用，其特征在于，用于制备聚酰亚胺。
6.如权利要求5所述的应用，其特征在于，包括以下步骤：
7.如权利要求6所述的应用，其特征在于，步骤(S1)所述二胺单体为对苯二胺、4,4'-二氨基二苯醚、1,3-苯二胺和2,2'-二(三氟甲基)二氨基联苯中的一种或多种；和/或，
8.一种聚酰亚胺薄膜，其特征在于，含有如权利要求1所述的含氮杂环联
...【技术特征摘要】
1.一种含氮杂环联苯二胺类化合物，其特征在于，其结构通式如式i或式ii所示：
2.如权利要求1式i所示的含氮杂环联苯二胺类化合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中反应温度为80-100℃，反应溶剂为四氢呋喃、甲苯、1,4-二氧六环中的一种，反应时间为3-6h。
4.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中反应温度为90-120℃，反应溶剂为甲苯/水的混合溶剂、四氢呋喃/水的混合溶剂、1,4-二...
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