本發(fā)明屬于光學材料領域。本發(fā)明涉及一種新型二胺化合物、聚酰胺酸和聚酰亞胺、光學薄膜以及光電器件。更具體地,涉及新型二胺化合物、由其制成的聚酰胺酸和聚酰亞胺、含有它們的光學薄膜、進一步含有該光學薄膜的光電器件及其制備方法。
背景技術:
聚酰亞胺是分子結構含有酰亞胺五元環(huán)的一類高分子材料,主要通過芳香族二酐化合物與二胺化合物通過縮聚方法制得。這類化合物由于其具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性、機械強度、介電性能、絕緣特性,并且具有突出的韌性和柔軟性等特點,逐漸應用于很多領域,特別是近年來發(fā)展較快的柔性顯示行業(yè)。
隨著航空航天、太陽能、微電子等工業(yè)的發(fā)展,不斷對聚酰亞胺材料的耐熱性能、介電性能以及透明性提出進一步的要求。由于傳統(tǒng)的聚酰亞胺分子主鏈的高度芳香共軛性和分子鏈內電荷絡合轉移作用,聚酰亞胺薄膜通常有顏色,同時光透過性較差,在可見光區(qū)域幾乎不透明。
為改善聚酰亞胺薄膜在這些領域中的使用特性,研究者已進行了一系列的探索工作,部分研究工作也取得了一些效果。例如,中國專利申請CN101674923A(三菱瓦斯化學株式會社)公開了一種無色透明聚酰亞胺薄膜的制備方法及制備裝置,該方法采用脂環(huán)二酐化合物1,2,4,5-環(huán)己烷四酸二酐與二胺化合物聚合工藝制得,采用該溶液直接制備無色透明聚酰亞胺薄膜,制得的厚度為200μm薄膜的透光率為89.8%。中國專利申請CN102634022A公開了一種無色高透明聚酰亞胺薄膜及其制備方法與應用,采用脂肪二酐與不同二胺聚合得到透明性很好的聚酰亞胺薄膜。
傳統(tǒng)制備的聚酰亞胺由于較大的共軛程度,導致聚酰亞胺分子內、分子之間發(fā)生電荷轉移形成電荷轉移絡合物(CTC),使得聚酰亞胺透明性不好。目前改進聚酰亞胺的透明性的途徑主要有:采用含氟單體;引入大體積基團或者側基、強吸電子基;在二胺單體中引入圈形結構、脂肪結構等。
然而,針對耐熱性、溶解性和透明性要求,仍然不能令人滿意。
技術實現(xiàn)要素:
根據(jù)以上背景,本發(fā)明所解決的技術問題是如何更好地改善聚酰亞胺薄膜的耐熱性、溶解性和透明性。
發(fā)明人發(fā)現(xiàn),使用具有含氟橋健和含氟苯的二胺,與二酐合成制備的聚酰亞胺薄膜,在耐熱性、溶解性和透明性等方面具有比較優(yōu)異的性能。
基于此,本發(fā)明目的之一是克服現(xiàn)有技術的不足,提供一種用于合成聚酰亞胺單體的新型二胺化合物,該二胺化合物引入了含氟苯和含氟橋健。這可以增加聚酰亞胺的溶解性并且改善聚酰亞胺薄膜的透過性。
本發(fā)明目的之二是提供一種制備本發(fā)明的新型二胺化合物的方法。該方法合成簡單、易于操作、設備成本低且無污染。
本發(fā)明目的之三是提供一種采用本發(fā)明的新型二胺化合物的聚酰胺酸和聚酰亞胺。
本發(fā)明目的之四是提供一種光學薄膜,該光學薄膜由本發(fā)明的聚酰亞胺形成,耐熱性、溶解性和透明性等方面具有比較優(yōu)異的性能。
本發(fā)明目的之五是提供一種光電器件,該光電器件由本發(fā)明的光學薄膜形成。它在光電子、太陽能電池襯底、柔性液晶顯示等領域具有重要的應用價值。
為實現(xiàn)上述目的,一方面,本發(fā)明采用下列技術方案:
下述通式(I)表示的二胺化合物,
其中,
R1、R2和R各自獨立地選自鹵素、氨基、羥基、硝基、氰基、1至12個碳原子的烷基、1至12個碳原子的烷氧基、1至12個碳原子的氨烷基、1至12個碳原子的烷氨基、2至12個碳原子的烷基?;?至12個碳原子的烷基酰氨基、1至12個碳原子的烷氧基?;?、1至12個碳原子的硫代烷基、1至12個碳原子的烷硫基、1至12個碳原子的鹵代烷基、1至12個碳原子的鹵代烷氧基、芳基或雜芳基;
X各自獨立地選自CF2O、OCF2、CHFO、OCHF、CF2和CHF;
n和m各自獨立地為0~4的整數(shù);
條件是,至少一個R選自鹵素、1至12個碳原子的鹵代烷基或1至12個碳原子的鹵代烷氧基。
作為表示R1、R2和R的鹵素,選自氟、氯、溴和碘。
作為表示R1、R2和R的鹵代烷(氧)基,表示烷基中的一個或多個CH2中的H原子被鹵素取代的烷(氧)基。優(yōu)選,鹵代烷(氧)基是C1-C10鹵代烷(氧)基,C1-C8鹵代烷(氧)基,C1-C6鹵代烷(氧)基,或C1-C4鹵代烷(氧)基。鹵代烷(氧)基的非限制性實例包括鹵代甲烷(氧)基,鹵代乙烷(氧)基,鹵代丙烷(氧)基,鹵代異丙烷(氧)基,鹵代丁烷(氧)基,鹵代異丁烷(氧)基,鹵代仲-丁烷(氧)基,鹵代叔-丁烷(氧)基,鹵代戊烷(氧)基,和鹵代己烷(氧)基。進一步地,例如鹵代烷基的非限制性實例包括氯代甲(氧)基,1-溴代乙(氧)基,氟代甲(氧)基,二氟甲(氧)基,三氟甲(氧)基,1,1,1-三氟乙(氧)基,等等。
多數(shù)情形中,本發(fā)明的取代基包含1至12個碳原子。以烷基為例,其可以是直鏈或支鏈的,并且可以是如本文指出的被取代的。當使用“1至12個碳原子的烷基”的術語時,等同于C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8、C9、C10、C11或C12。其它取代基定義類似,不再贅述。優(yōu)選,1至12個碳原子的烷基是C1-C10烷基,C1-C8烷基,C1-C6烷基,或C1-C4烷基。進一步地,例如,C1-C6烷基包括所有具有1至6個碳原子的直鏈、支鏈的烷基,從而包括甲基、乙基、正丙基、異丙基、丁基和其異構體(例如正丁基、異丁基和叔丁基)、戊基和其異構體、己基和其異構體。
根據(jù)本發(fā)明的二胺化合物,其中,X各自獨立地選自CF2O、OCF2、CHFO、OCHF、CF2和CHF?;诤铣傻谋憷?,優(yōu)選地,X各自獨立地選自CF2O、OCF2、CHFO和OCHF;以及,最優(yōu)選地,X各自獨立地選自CF2O和OCF2。
根據(jù)本發(fā)明的二胺化合物,其中,R各自獨立地選自鹵素、氨基、羥基、硝基、氰基、1至12個碳原子的烷基、1至12個碳原子的烷氧基、1至12個碳原子的氨烷基、1至12個碳原子的烷氨基、2至12個碳原子的烷基?;?至12個碳原子的烷基酰氨基、1至12個碳原子的烷氧基?;?、1至12個碳原子的硫代烷基、1至12個碳原子的烷硫基、1至12個碳原子的鹵代烷基、1至12個碳原子的鹵代烷氧基、芳基或雜芳基;并且,至少一個R選自鹵素、1至12個碳原子的鹵代烷基或1至12個碳原子的鹵代烷氧基。優(yōu)選地,至少2個R選自鹵素、1至12個碳原子的鹵代烷基或1至12個碳原子的鹵代烷氧基;更優(yōu)選地,至少3個R選自鹵素、1至12個碳原子的鹵代烷基或1至12個碳原子的鹵代烷氧基;以及,最優(yōu)選地,所有R鹵素、1至12個碳原子的鹵代烷基或1至12個碳原子的鹵代烷氧基。在一個具體的實施方式中,R各自獨立地選自氟、1至12個碳原子的氟代烷基或1至12個碳原子的氟代烷氧基。
根據(jù)本發(fā)明的二胺化合物,其中,n和m各自為0。
根據(jù)本發(fā)明的二胺化合物,其中,所述化合物選自下列式(II)化合物
另一方面,本發(fā)明采用下列技術方案:
一種制備根據(jù)本發(fā)明二胺化合物的方法,包括如下步驟:
使式(III)的四取代苯
與取代或未取代的硝基苯化合物和其它必要試劑反應生成式(IV)的二硝基化合物;
使式(IV)的二硝基化合物還原,制得本發(fā)明的二胺化合物。
在二胺化合物的合成反應中,根據(jù)需要可以使用溶劑。作為上述溶劑,只要能夠使特定二胺化合物溶解,且不會妨礙反應,對其沒有特別限制??梢粤信e例如苯、甲苯等芳香族烴類;乙醚、四氫呋喃、二氧六環(huán)等醚類;丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮等酮類;以及,二甲基亞砜、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺等。
在制備方法中,式(III)的四取代苯與取代或未取代的硝基苯化合物的使用比率,相對于1摩爾式(III)的四取代苯,取代或未取代的硝基苯化合物優(yōu)選為2~20摩爾。
當式(IV)的二硝基化合物還原時,可以用氫氣、肼、鹽酸等還原劑在已知的催化劑存在下進行。作為上述催化劑,可以列舉例如以VIII族金屬,即鐵、鈷、鎳、釕、銠、鈀、鋨、銦、鉑等金屬為活性主體的金屬催化劑,具體地,可以列舉金屬負載在載體上的催化劑、上述金屬的配位催化劑。上述還原反應可以是均相體系也可以是非均相體系。
催化劑的用量可以使用適當?shù)谋嚷?。例如當催化劑以上述VIII族金屬為活性主體時,相對于100重量份二硝基化合物,優(yōu)選使用0.0001~100重量份,特別優(yōu)選使用0.001~20重量份。此外,作為上述還原反應,還可使用鋅、錫、碳化錫(II)、硫化鈉、硫化氫鈉、連二亞硫酸鈉、硫化銨作為還原劑的方法。相對于1摩爾二硝基化合物的硝基,還原劑優(yōu)選使用0.001~10摩爾。
作為上述還原反應中使用的溶劑,優(yōu)選能夠同時溶解二硝基化合物和二胺化合物,且不會因還原反應而變質的溶劑,可以列舉例如甲醇、乙醇、丙醇、丁醇等醇類;乙醚、1,2-二甲氧基乙烷、四氫呋喃、二氧六環(huán)、茴香醚等醚類。
在一個具體的實施方式中,當制備式(II)的二胺化合物時,制備方法如下:
(1)1,2,4,5-四氟苯低溫下以四氫呋喃為溶劑,通過與丁基鋰反應合成苯基鋰試劑;
(2)低溫下向上述反應液加入2~3當量的二氟二溴甲烷,反應完畢后用稀鹽酸淬滅反應,處理后得到油狀的濃縮物;
(3)以上步驟得到的油狀物在非質子性溶劑,無機堿存在下,加入對硝基苯酚,室溫反應后經(jīng)過系列處理,得到黃色固體;
(4)上述固體溶解在甲苯、乙醇或者四氫呋喃中,在Pd/C以及氫氣作用下,還原為二胺化合物。
化學反應式如下:
又一方面,本發(fā)明采用下列技術方案:
一種聚酰胺酸,由本發(fā)明的二胺化合物與四羧酸二酸酐通過縮聚反應得到。
再一方面,本發(fā)明采用下列技術方案:
一種聚酰亞胺,首先由本發(fā)明的二胺化合物與四羧酸二酸酐通過縮聚反應得到聚酰胺酸;然后聚酰胺酸脫水閉環(huán)得到。
作為本發(fā)明使用的四羧酸二酸酐,可以是脂環(huán)族四羧酸二酸酐??梢粤信e丁烷四羧酸二酸酐、1,2,3,4-環(huán)丁烷四羧酸二酸酐、1,2-二甲基-1,2,3,4-環(huán)丁烷四羧酸二酸酐、1,3-二甲基-1,2,3,4-環(huán)丁烷四羧酸二酸酐、1,3-二氯-1,2,3,4-環(huán)丁烷四羧酸二酸酐、1,2,3,4-四甲基-1,2,3,4-環(huán)丁烷四羧酸二酸酐、1,2,3,4-環(huán)戊烷四羧酸二酸酐、1,2,4,5-環(huán)己烷四羧酸二酸酐、1,2,4,5-降冰片烷四羧酸二酸酐、3,3’,4,4’-二環(huán)己基四羧酸二酸酐、2,3,5-三羧基環(huán)戊基醋酸二酐、3,5,6-三羧基降冰片烷-2-醋酸二酐、2,3,4,5-四氫呋喃四羧酸二酸酐、1,3,3a,4,5,9b-六氫-5-(四氫-2,5-二氧代-3-呋喃基)-萘[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、1,3,3a,4,5,9b-六氫-5-甲基-5-(四氫-2,5-二氧代-3-呋喃基)-萘[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、1,3,3a,4,5,9b-六氫-5-乙基-5-(四氫-2,5-二氧代-3-呋喃基)-萘[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、1,3,3a,4,5,9b-六氫-7-甲基-5-(四氫-2,5-二氧代-3-呋喃基)-萘[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、1,3,3a,4,5,9b-六氫-7-乙基-5-(四氫-2,5-二氧代-3-呋喃基)-萘[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、1,3,3a,4,5,9b-六氫-8-甲基-5-(四氫-2,5-二氧代-3-呋喃基)-萘[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、1,3,3a,4,5,9b-六氫-8-乙基-5-(四氫-2,5-二氧代-3-呋喃基)-萘[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、1,3,3a,4,5,9b-六氫-5,8-二甲基-5-(四氫-2,5-二氧代-3-呋喃基)-萘[1,2-c]-呋喃-1,3-二酮、5-(2,5-二氧代四氫呋喃亞甲基)-3-甲基-3-環(huán)己烯-1,2-二羧酸二酐、雙環(huán)[2,2,2]-辛-7-烯-2,3,5,6-四羧酸二酸酐、3-氧雜雙環(huán)[3.2.1]辛烷-2,4-二酮-6-螺-3’-(四氫呋喃-2’,5’-二酮)。
作為本發(fā)明使用的四羧酸二酸酐,還可以是芳香族四羧酸二酸酐。均苯四酸二酐、3,3’,4,4’-二苯酮四羧酸二酸酐、3,3’,4,4’-二苯基砜四羧酸二酸酐、1,4,5,8-萘四羧酸二酸酐、2,3,6,7-萘四羧酸二酸酐、3,3’,4,4’-二苯基醚四羧酸二酸酐、3,3’,4,4’-二甲基二苯基硅烷四羧酸二酸酐、3,3’,4,4’-四苯基硅烷四羧酸二酸酐、1,2,3,4-呋喃四羧酸二酸酐、4,4’-二(3,4-二羧基苯氧基)二苯基硫醚二酸酐、4,4’-二(3,4-二羧基苯氧基)二苯基砜二酸酐、4,4’-二(3,4-二羧基苯氧基)二苯基丙烷二酸酐、3,3’,4,4’-全氟異亞丙基二酞酸二酐、3,3’,4,4’-聯(lián)苯四羧酸二酸酐、二(酞酸)苯膦氧化物二酸酐、對-亞苯基-二(三苯基酞酸)二酐、間-亞苯基-二(三苯基酞酸)二酐、二(三苯基酞酸)-4,4’-二苯醚二酐、二(三苯基酞酸)-4,4’-二苯基甲烷二酐、乙二醇-二(脫水偏苯三酸酯)、丙二醇-二(脫水偏苯三酸酯)、1,4-丁二醇-二(脫水偏苯三酸酯)、1,6-己二醇-二(脫水偏苯三酸酯)、1,8-辛二醇-二(脫水偏苯三酸酯)、2,2-二(4-羥苯基)丙烷-二(脫水偏苯三酸酯)。
它們可以1種單獨或者2種或以上組合使用。
根據(jù)本發(fā)明的聚酰亞胺,其中,所述聚酰亞胺優(yōu)選具有下列式(V)結構:
其中,R為四價有機基;聚合度n在5至500范圍內。
根據(jù)本發(fā)明的聚酰亞胺,其中,優(yōu)選地,所述四羧酸二酸酐選自下列化合物的至少一種:
本發(fā)明的聚酰胺酸通過使二胺化合物與四羧酸二酸酐反應制得。四羧酸二酸酐與二胺化合物的使用比率,優(yōu)選相對于1當量二胺化合物中所含的氨基,使四羧酸二酸酐的酸酐基為0.2~2當量的比率,更優(yōu)選為0.3~1.2當量的比率。
聚酰胺酸的合成反應,在有機溶劑中于100~250℃、優(yōu)選于150~220℃、更優(yōu)選于180~200℃的溫度條件下進行。
作為有機溶劑,只要能夠溶解或者分散合成的聚酰胺酸,對其沒有特別限制??梢岳纠鏝-甲基-2-吡咯烷酮、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亞砜、γ-丁內酯、四甲基脲、六甲基亞磷酸三酰胺等非質子極性溶劑;間甲基酚、二甲苯酚、苯酚、鹵代苯酚等酚類溶劑。
此外,在不使生成的聚酰胺酸析出的范圍內,上述有機溶劑中還可以聯(lián)合使用聚酰胺酸不良溶劑醇類、酮類、酯類、醚類、鹵代烴類、烴類等。作為這種不良溶劑的具體例子,可以列舉例如甲醇、乙醇、異丙醇、環(huán)己醇、乙二醇、丙二醇、1,4-丁二醇、三甘醇、乙二醇單甲醚、乳酸乙酯、乳酸丁酯、丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、環(huán)己酮、醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸丁酯、甲氧基丙酸甲酯、乙氧基丙酸乙酯、草酸二乙酯、丙二酸二乙酯、乙醚、乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇正丙醚、乙二醇異丙醚、乙二醇正丁醚、乙二醇二甲基醚、乙二醇乙醚乙酸酯、二甘醇二甲醚、二甘醇二乙醚、二甘醇單甲醚、二甘醇單乙醚、二甘醇單甲醚乙酸酯、二甘醇單乙醚乙酸酯、四氫呋喃、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、1,4-二氯丁烷、三氯乙烷、氯苯、鄰二氯苯、己烷、庚烷、辛烷、苯、甲苯、二甲苯等。
如上所述,得到溶解聚酰胺酸的反應溶液。然后,將該反應溶液分散到大量不良溶劑中,得到析出物。然后,將析出物過濾、洗滌、干燥,得到聚酰胺酸。
隨后,將聚酰胺酸溶解在有機溶劑中,在潔凈基板上涂膜,然后逐漸烘干,最后烘干,冷卻,得到聚酰亞胺薄膜。
在一個具體的實施方式中,制備方法如下:
(1)將等當量的二胺以及二酐在氮氣或者氬氣保護下,加入到間甲酚溶劑中,升溫到180~200℃,加熱8~15小時,然后冷卻至室溫,用甲醇溶劑進行分散,過濾,洗滌,干燥,得到聚酰胺酸(預聚體);
(2)將聚酰胺酸溶于有機溶劑中,然后在潔凈的基板上涂膜,然后逐漸烘干,最后在200~300℃烘干120分鐘,冷卻,得到聚酰亞胺薄膜。
化學反應式如下:
其中,R為四價有機基;聚合度n在5至500范圍內。
又一方面,本發(fā)明采用下列技術方案:
一種光學薄膜,由本發(fā)明的聚酰胺酸和或聚酰亞胺制備得到。
又或,一種光學薄膜,含有本發(fā)明的聚酰胺酸和或聚酰亞胺。
最后一方面,本發(fā)明采用下列技術方案:
一種光電器件,含有本發(fā)明的光學薄膜。
根據(jù)本發(fā)明的光電器件,其中,所述光電器件選自光電子器件、太陽能電池器件、柔性顯示器件(例如OLED和LCD)、電子書、電子標簽或光電傳感器。
與現(xiàn)有技術相比,本發(fā)明具有下列優(yōu)勢:
(1)本發(fā)明提供了一種簡便可以實現(xiàn)工業(yè)化的含氟聚酰亞胺合成方法;合成簡單,含有四氟苯基雙二氟甲氧橋健的結構;
(2)聚酰亞胺分子結構中具有含氟苯基和含氟橋健,增加了聚酰亞胺的溶解性,抑制了分子內和分子間的CTC的形成,增加了材料柔性和透明度,熱性能優(yōu)異,在柔性透明顯示例如OLED領域有較好的應用前景。
具體實施方式
下面結合具體實施方式,進一步闡述本發(fā)明。應理解,這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應理解,在閱讀了本發(fā)明的內容之后,本領域技術人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改,這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。
通過下述實施例將有助于理解本發(fā)明,但不能限制本發(fā)明的范圍。
實施例1:二胺(化學式1)的制備:
1、1L三口瓶內加入30g(0.2mol)1,2,4,5-四氟苯,600ml四氫呋喃,安裝好攪拌,冷浴、滴加以及氮氣保護裝置,開動攪拌,在氮氣保護下降溫至-75℃,滴加220ml丁基鋰溶液(0.44mol,2mol/L),滴加完畢后,保持-70℃以下攪拌30分鐘,然后繼續(xù)滴加二氟二溴甲烷溶液(0.52mol,含有110g二氟二溴甲烷),保持-60℃以下,滴加完畢,繼續(xù)攪拌30分鐘,然后用10%的稀鹽酸進行水解,進而進行后處理,得到紅棕色油狀物70g,收率86%,不需要進一步處理,直接進行下一步反應;
2、1L三口瓶內加入上步制得的棕色油狀物50g,500ml二甲基甲酰胺,1g碘化鉀,30g對硝基苯酚,加熱至90℃,反應2小時后,停止加熱,冷卻后,向反應體系中加入冰水,至產(chǎn)品析出,過濾,洗滌后,用乙醇進行結晶,得到黃色固體31g,收率60%,純度97%。
3、1L高壓釜內加入30g上步制得的二硝基化合物,200ml甲苯,100ml乙醇,1g 5%的Pd/C,常溫常壓加氫5小時,通過氣相色譜監(jiān)控反應合格后,進行下一步的處理,過濾,濃縮,并用100ml異丙醇結晶,得到粉紅色固體粉末,干燥后得24g,氣相色譜純度99%,收率90%,MS確認(分子量M+464)結構正確。
實施例2:透明聚酰亞胺薄膜制備:
結構式如下:
1、聚酰胺酸的制備(結構式如下):
操作:在1L三口瓶內,加入二胺20g,以及8.5g環(huán)丁烷四甲酸二酐,500g間甲酚,加熱至150℃,反應8小時后,冷卻至60℃左右,將反液在攪拌下分散到甲醇中,冷卻后吸濾,并用甲醇洗滌。干燥,得到25g絲狀固體。
2、聚酰亞胺薄膜的制備:
將上步制得的絲狀固體溶解在5%的N-甲基吡咯烷酮中,配成5%的溶液,用0.45μm的濾膜進行過濾,以除去機械雜質。然后將聚合物溶液涂在潔凈的玻璃基板上,50℃烘干1小時,100℃1小時,最后200℃烘干2小時,冷卻至室溫,脫膜,制得厚度為約20μm左右的透明聚酰亞胺薄膜。
對薄膜進行測試:玻璃化溫度為320℃,熱分解溫度為500℃,在450nm透過率為96%。
實施例3:同實施例2,不同之處在于所用二酐為:
制膜后測試,玻璃化溫度300℃,在450nm透過率88%,400nm處透過率90%。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已,并不用于限制本發(fā)明,對于本領域的技術人員來說,本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內,所作的任何修改、等同替換、改進等,均包含在本發(fā)明的保護范圍之內。