專利名稱：高折射率聚芳硫醚砜酰胺及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高折射率聚芳硫醚砜酰胺及其制備方法，屬于高分子合成領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
CMOS 圖像傳感器(complementary metal oxide semiconductor (CMOS) imagesensor, CIS)是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種新型圖像傳感技術(shù)。其具有設(shè)計(jì)周期短、集成度高、抗干擾能力強(qiáng)、成本低、重量輕、體積小、功耗低等優(yōu)點(diǎn)。這些優(yōu)良特性使其在數(shù)字家電、醫(yī)療診斷、視頻監(jiān)控、指紋識(shí)別等民用領(lǐng)域以及在諸如遙感成像、太陽(yáng)敏感器、星敏感器等空間領(lǐng)域均具有廣泛的應(yīng)用前景[Uryu, Y.，Asano, T. Journal ofApplied Physics (Japanese), 2002, 41，2620-2624]。雖然CIS技術(shù)得到了廣泛的關(guān)注，但其在分辨率方面的不足極大地限制了 CIS在高技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用，目前提高CIS分辨率最為有效的途徑之一是在CIS器件內(nèi)部使用微透鏡(Inner microlens)，利用微透鏡的高折射率將光信號(hào)更 有效地集中在光檢測(cè)(photodetector)上,從而增大整體器件的分辨率[Suwa, M. JournalofPhotopolymer Science Technology, 2006，19，275-276]。有機(jī)高分子材料具有低密度、耐沖擊、易加工成型等優(yōu)點(diǎn)。考慮到儀器輕量化、小型化及制作成本等因素，有機(jī)高分子透鏡材料逐漸受到了廣泛的重視。而常見有機(jī)聚合物材料的折射率通常在I. 3 I. 7之間，難以滿足微透鏡折射率的要求。因此，尋找具有高折射率、較低的雙折射，在可見光范圍內(nèi)(400 700nm)具有優(yōu)良的透光性(微透鏡的光透過(guò)性越好，則光檢測(cè)器的信號(hào)收集效率就越高)，可用于制作微透鏡的高分子材料，迫在眉睫。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種高折射率聚芳硫醚砜酰胺聚合物及其制備方法，其特點(diǎn)是設(shè)計(jì)合成了一類既含硫醚、氮雜環(huán)同時(shí)含砜基和酰胺基團(tuán)的聚合物，以期望引入高含量硫以及含氮雜環(huán)以提高聚合物的折射率，改善材料的雙折射；引入砜基及酰胺基團(tuán)提高材料的透光率及溶解加工性能，同時(shí)保持聚芳硫醚砜及芳族聚酰胺優(yōu)良的熱性能及力學(xué)性能。(楊杰主編，聚苯硫醚樹脂及其應(yīng)用，化學(xué)工業(yè)出版社，2006)本發(fā)明的目的由以下技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)，其中所述原料份數(shù)除特殊說(shuō)明外，均為重量份數(shù)。高折射率聚芳硫醚砜酰胺的化學(xué)反應(yīng)式為
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權(quán)利要求
1.一種高折射率聚芳硫醚砜酰胺，其特征在于該聚芳硫醚砜酰胺的化學(xué)反應(yīng)式為
2.一種高折射率聚芳硫醚砜酰胺，其特征在于該聚芳硫醚砜酰胺的起始原料由以下組分組成，按重量計(jì)為含砜基芳族硫醚二胺4. 64-7. 02份 催化劑I 10份 溶劑30~100份含氮雜環(huán)一.φ酰氯4 21-4. 55份 其中，溶劑為N-甲基吡咯烷酮或二甲基乙酰胺；催化劑為吡啶或三乙胺； 并按下述工藝步驟及工藝參數(shù)制備 (1).高折射率聚芳硫醚砜酰胺的制備 將含砜基芳族硫醚二胺4. 64 7. 02份，催化劑I 10份依次加入到裝有30 100份的溶劑的三頸燒瓶中，于溫度_5 10°C攪拌溶解，將含氮雜環(huán)二甲酰氯4. 21 4. 55份加入到上述反應(yīng)瓶中，于溫度O 20°C下攪拌反應(yīng)l_3h，繼續(xù)在室溫下反應(yīng)6-10h，將反應(yīng)粘液倒入500ml水中，即得線條狀聚合物； (2).高折射率聚芳硫醚砜酰胺的純化 將上述線條狀聚合物經(jīng)水洗滌，于溫度100°C下干燥3h，粉碎，分別用去離子水、丙酮提純，在溫度IOCTC下干燥12h得到高折射率聚芳硫醚砜酰胺純樹脂。
3.按照權(quán)利要求I或2所述高折射率聚芳硫醚砜酰胺的制備方法，其特征在于含氮雜環(huán)二甲酰氯的制備包括以下步驟 (I)含氮雜環(huán)二甲酸的制備及純化 將對(duì)氯甲基苯甲酸17. 05份或3，6-二氯噠嗪14. 9份或4，6-二氯嘧啶14. 9份，分別與含硫酚單體28 40份，溶劑200 600份，脫水劑30 100份，堿2 30份依次加入帶有攪拌器、溫度計(jì)和回流冷凝器的三頸瓶中，于溫度120°C 230°C回流分水，反應(yīng)2 IOh生成不同的含氮雜環(huán)二甲酸鹽；將上述含氮雜環(huán)二甲酸鹽溶液倒入冷水中，過(guò)濾，收集濾液，向?yàn)V液中加入lmol/L的鹽酸50 300份進(jìn)行酸化，得到淺黃色沉淀，將其過(guò)濾，濾餅經(jīng)去離子水洗滌，除去水溶性雜質(zhì)，再將濾餅溶解在2mol/L的碳酸氫鈉溶液中，過(guò)濾，收集濾液，向?yàn)V液中加入lmol/L的鹽酸50 300份進(jìn)行酸化，將其過(guò)濾,濾餅經(jīng)去離子水、乙醇洗滌，進(jìn)一步除去雜質(zhì)，干燥即得純化的含氮雜環(huán)二甲酸，結(jié)構(gòu)式如下HOOC-Ar-COOH 其中
4.如權(quán)利要求3所述高折射率聚芳硫醚砜酰胺的制備方法，其特征在于制備含氮雜環(huán)二甲酸鹽所用的溶劑為N-甲基吡咯烷酮、二甲基亞砜、六甲基磷酰三胺、N-環(huán)己基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺或N-甲基己內(nèi)酰胺中的任一種。
5.如權(quán)利要求3所述高折射率聚芳硫醚砜酰胺的制備方法，其特征在于制備含氮雜環(huán)二甲酸鹽所用的脫水劑為甲苯或二甲苯。
6.如權(quán)利要求3所述高折射率聚芳硫醚砜酰胺的制備方法，其特征在于制備含氮雜環(huán)二甲酸鹽所用的堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉或碳酸鉀中的任一種。
7.如權(quán)利要求3所述高折射率聚芳硫醚砜酰胺的制備方法，其特征在于制備含氮雜環(huán)二甲酰氯所用的有機(jī)溶劑為1，2-二氯乙烷、二氯甲烷、氯仿、環(huán)己烷或正庚烷中的任一種。
8.如權(quán)利要求3所述高折射率聚芳硫醚砜酰胺的制備方法，其特征在于制備氮雜環(huán)二甲酰氯所用的?；瘎槎葋嗧?、三氯氧磷或草酰氯中的任一種。
9.如權(quán)利要求3所述高折射率聚芳硫醚砜酰胺的制備方法，其特征在于制備氮雜環(huán)二甲酰氯所用的助劑為三乙胺或吡啶。
10.如權(quán)利要求3所述高折射率聚芳硫醚砜酰胺的制備方法，其特征在于制備氮雜環(huán)二甲酰氯所用的重結(jié)晶溶劑為石油醚、甲苯、環(huán)己烷或正己烷中的任一種。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高折射率聚芳硫醚砜酰胺及其制備方法，其特點(diǎn)是將含砜基芳族硫醚二胺4.64～7.02份，催化劑1～10份依次加入到裝有30～100份的溶劑的三頸燒瓶中，于溫度-5～10℃攪拌溶解，將含氮雜環(huán)二甲酰氯4.21～4.55份加入到上述反應(yīng)瓶中，于溫度0～20℃下攪拌反應(yīng)1-3h，繼續(xù)在室溫下反應(yīng)6-10h，將反應(yīng)粘液倒入500ml水中，即得線條狀樹脂；將上述聚合物經(jīng)水洗滌，于溫度100℃下干燥3h，粉碎，分別用去離子水、丙酮提純，在溫度100℃下干燥12h得到聚芳硫醚砜酰胺純樹脂。它具有分子量高、收率高、折射率高、透光性好的優(yōu)點(diǎn)，該聚芳硫醚砜酰胺可用于高折射率光學(xué)微透鏡材料。
文檔編號(hào)C08G69/28GK102660017SQ20121014779
公開日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2012年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月14日
發(fā)明者張剛, 張艷, 李東升, 楊杰, 王孝軍, 龍盛如 申請(qǐng)人:四川大學(xué)