專利名稱：制備聚蒽的方法及其應用的制作方法
制備聚蒽的方法及其應用
背景
聚蒽是蒽單體的JI-共軛聚合物。在基礎物理研究和在光電子和微電子中的潛在的應用中，它已經吸引了許多注意。通常通過兩種方法制備聚蒽電化學合成和化學聚合。 然而，這兩種方法在實際應用中都有缺點。例如，電化學合成方法需要復雜的反應設備，且由于電極面積的尺寸限制，聚蒽的收率低?；瘜W聚合方法包括危險的且潛在地激烈的反應， 且生產收率也低。
而且，通過上述兩種方法獲得的聚蒽在物理特性方面有一些限制。首先，聚蒽在常見的有機溶劑如四氫呋喃和氯仿中的溶解度低。其次，典型地，聚蒽的聚合度低，且因此顯示低的熱穩(wěn)定性和低的半焦產率。
在一個使用電化學方法的研究中，使用三氟化硼二乙醚化物作為電極，聚合蒽。根據(jù)該研究，獲得具有4-17個蒽重復單元的聚蒽，測得其電導率為約O. lS/cm,且計算得產物收率為大約25% (B. Fan等人，“蒽在三氟化硼二乙醚化物中的電化學聚合 (Electrochemical polymerization of anthracenein boron trifluoride diethyl etherate)，，，Journal of Electroanalytical Chemistry, 575 :287_292 (2005))。
概述
一方面，本公開提供了一種制備聚蒽的方法，包括在氧化劑和反應溶劑的存在下聚合蒽單體。
在另一個方面，本公開提供了一種制備聚蒽的方法，包括在氧化劑、反應溶劑和水的存在下聚合蒽單體。
在另一個方面，本公開提供了一種聚蒽，其通過包括在氧化劑和反應溶劑的存在下聚合蒽單體的方法制備。
在另一個方面，本公開提供了一種聚蒽，其含有18個以上蒽單體單元。
在另一個方面，本公開提供了一種可溶于有機溶劑中的聚蒽。
在另一個方面，本公開提供了一種可用于制備熱穩(wěn)定材料或耐燒蝕材料的聚蒽。
在另一個方面，本公開提供了一種包含通過本文所述的方法制備的聚蒽的組合物。
在另一個方面，本公開提供了一種包含聚蒽的組合物，其中按重量計5%至80% 的聚蒽包含18個以上蒽單體單元。
前述概述內容僅僅是舉例說明性的，而不意在以任何方式進行限制。除了上述這些舉例說明的方面、實施方案和特征之外，通過參考附圖
和下面的詳細描述，其它方面、實施方案和特征將變得明顯。
附圖簡述
圖I示出說明性的用于制備聚蒽的聚合反應。
圖2示出測量結果，表明通過在本申請的實施例I中所述的方法制備的聚蒽的單體單兀數(shù)和分子量。
圖3示出通過在本申請的實施例2中所述的方法制備的聚蒽在波長為380nm、470nm、480nm、610nm 和 690nm 處的吸收峰。
圖4示出通過在本申請的實施例3-6中所述的方法制備的聚蒽在波長為380nm、 460nm和480nm處的吸收峰。
圖5示出通過在本申請的實施例4和6中所述的方法制備的聚蒽的TG(熱重分析)、DTG (差示熱重分析)和DTA (差熱分析)。在氮氣氛中，以20°C/分鐘(a，b)或10°C / 分鐘(c)的掃描速率進行熱分析。
詳細描述
在以下的詳細描述中參考了附圖，所述附圖形成了本說明書的一部分。在詳細描述、附圖和權利要求中描述的說明性的實施方案不意在具有限制性。在不脫離在此提出的主題的精神或范圍的情況下，可以利用其它實施方案，且可以做出其它的改變。
一方面，本公開提供了一種制備聚蒽的方法，所述方法包括在氧化劑和反應溶劑的存在下聚合蒽單體。
術語“氧化劑”是指能夠在氧化還原反應中獲得電子的一種或多種物質。在一個說明性的實施方案中，氧化劑是 路易斯酸或多于一種路易斯酸的組合。在另一個說明性的實施方案中，氧化劑包括但不限于以下各項中的一種或多種FeCl3、FeBr3、AlCl3、AlBr3、AlI3、 AlRCl2、AlR2Cl、AlR3、CuCl2、CuBr2、MoCl5、SnCl4、SnBr4、SnI4、MgCl2、MgBr2、MgI2、CaCl2、CaBr2、 CaI2, ZnCl2^ZnBr2, ZnI2, BF3> TiCl4, TiBr4, SbCl5和它們的任何組合。在另一個說明性的實施方案中，氧化劑是FeCl3。
術語“反應溶劑”是可以用于反應中促進和推動氧化反應的有機溶劑。反應溶劑可以含有在反應溫度下為液體形式的一種或多種有機化合物，例如但不限于硝基烷、芳族硝基化合物、烴、鹵代烴、腈和它們的任何組合。烴是完全由氫和碳構成的有機化合物。說明性的實例包括但不限于己烷、苯和異辛烷。硝基烷是具有至少一個硝基(-N02)的飽和烴衍生物。說明性的實例包括但不限于硝基甲燒，硝基乙烷、I-硝基丙烷和2-硝基丙烷。 芳族硝基化合物是具有至少一個苯環(huán)和至少一個與苯環(huán)連接的硝基的有機化合物。說明性的實例包括但不限于硝基苯和二硝基苯。鹵代烴是具有至少一個鹵素的烴衍生物。說明性的實例包括但不限于二氯苯、溴乙烷、氯仿、013-01(12、013-01(12、012(1-012(1、012(12和溴戊烷。腈是具有至少一個-C = N官能團的有機化合物。說明性的實例包括但不限于乙腈、丙腈和丁腈。在另一個說明性的實施方案中，反應溶劑包括但不限于以下各項中的一種或多種硝基甲烷(CH3NO2)、硝基乙烷(CH3CH2NO2)、硝基苯、二硝基苯、己烷、苯、戊烷、異辛烷、環(huán)己烷、二氯甲烷、氯仿、二氯乙烷、二氯苯、溴乙烷、二溴乙烷、溴苯、二溴苯、溴戊烷、四氯化碳、乙腈、丙腈、丁腈和它們的任何組合。
反應溶劑應當能夠至少部分地(或完全地)溶解蒽和/或氧化劑。在某些實施方案中，反應溶劑可以至少部分地(或完全地)溶解蒽單體。在一個說明性的實施方案中，溶解在反應溶劑中的蒽單體為存在于反應溶劑中的蒽單體的總重量的至少5%，至少10%， 至少20 %，至少30 %，至少40 %，至少50 %，至少60 %，至少70 %，至少80 %，或至少90 %。 在一個說明性的實施方案中，溶解在反應溶劑中的蒽單體為存在于反應溶劑中的蒽單體的總重量的5% -100%之間，5% -90%之間，5% -80%之間，5% -70%之間，5% -60%之間， 5% -50%之間，5% -40%之間，5% -30%之間，5% -20%之間，5% -10%之間，10% -100% 之間，10% -90%之間，10% -80%之間，10% -70%之間，10% -60%之間，10% -50%之間，10% -40%之間，10% -30%之間，或 10% -20%之間。
在某些實施方案中，反應溶劑可以至少部分地(或完全地)溶解氧化劑。在一個說明性的實施方案中，溶解在反應溶劑中的氧化劑為存在于反應溶劑中的氧化劑的總重量的至少5%，至少10%，至少20%，至少30%，至少40%，至少50%，至少60%，至少 70 %，至少80 %，或至少90 %。在一個說明性的實施方案中，溶解在反應溶劑中的氧化劑為存在于反應溶劑中的氧化劑的總重量的5% -100%之間，5% -90%之間，5% -80%之間， 5% -70%之間，5% -60%之間，5% -50%之間，5% -40%之間，5% -30%之間，5% -20% 之間，5% -10%之間，10% -100%之間，10% -90%之間，10% -80%之間，10% -70%之間， 10% -60%之間，10% -50%之間，10% -40%之間，10% -30%之間，或 10% -20%之間。
在某些實施方案中，反應溶劑由一種至少部分地(或完全地)溶解蒽單體和氧化劑兩者的有機溶劑構成。這樣的反應溶劑的說明性的實例包括但不限于硝基烷，例如但不限于硝基甲烷和硝基乙烷，烴，鹵代烴和腈。在某些實施方案中，反應溶劑含有不同有機溶劑的混合物，所述有機溶劑能夠至少部分地(或完全地)溶解蒽單體和氧化劑兩者。這樣的反應溶劑的說明性的實例包括但不限于鹵代烴/硝基烷，如，二氯甲烷/硝基甲烷，二氯乙烷/硝基甲烷，二氯甲烷/硝基乙烷，二氯乙烷/硝基乙烷；鹵代烴/芳族硝基化合物，如， 二氯甲烷/硝基苯，和二氯乙烷/硝基苯；烴/硝基烷，如，苯/硝基甲烷，和苯/硝基乙烷; 烴/芳族硝基化合物，如，正己烷/硝基苯，和苯/硝基苯；以及腈/硝基烷，如乙腈/硝基甲烷。
在某些實施方案中，反應溶劑可以含有可以至少部分地(或完全地)溶解蒽單體的第一有機溶劑，和可以至少部分地(或完全地)溶解氧化劑的第二有機溶劑，且兩種溶劑可相互混溶。說明性的實例包括但不限于二氯甲烷/硝基甲烷、二氯乙烷/硝基甲烷、和苯/硝基甲烷。在某些實施方案中，反應溶劑可以含有可以至少部分地(或完全地)溶解蒽單體的第一有機溶劑，和可以至少部分地(或完全地)溶解氧化劑的第二有機溶劑，且兩種溶劑不可相互溶解并因此當混合在一起時分離為兩相。說明性的實例包括但不限于正己烷/硝基甲烷、環(huán)己烷/硝基甲烷、異戊烷/硝基甲烷、正戊烷/硝基甲烷和異辛烷/硝基甲烷等。此外，第一有機溶劑和第二有機溶劑可各由一種或多種的有機化合物構成。
在一個說明性的實施方案中，本公開提供了一種制備聚蒽的方法，包括在氧化劑和反應溶劑的存在下聚合蒽單體，其中氧化劑與蒽單體的摩爾比在I : I至9 : I的范圍內。在另一個說明性的實施方案中，氧化劑與蒽單體的摩爾比在I : I至8 : I的范圍內。 在另一個說明性的實施方案中，氧化劑與蒽單體的摩爾比在I : I至7 : I的范圍內。在另一個說明性的實施方案中，氧化劑與蒽單體的摩爾比在I : I至6 : I的范圍內。在另一個說明性的實施方案中，氧化劑與蒽單體的摩爾比在I : I至5 : I的范圍內。在另一個說明性的實施方案中，氧化劑與蒽單體的摩爾比在I : I至4 : I的范圍內。在另一個說明性的實施方案中，氧化劑與蒽單體的摩爾比在I : I至3 : I的范圍內。在另一個說明性的實施方案中，氧化劑與蒽單體的摩爾比在I : I至2 : I的范圍內。
在一個說明性的實施方案中，本公開提供了一種制備聚蒽的方法，包括在氧化劑和反應溶劑的存在下聚合蒽單體，其中聚合在20°C至100°C范圍內的反應溫度進行。在另一個說明性的實施方案中，反應溫度為20°C至80°C。在另一個說明性的實施方案中，反應溫度為20°C至60°C。在另一個說明性的實施方案中，反應溫度為20°C至50°C。在另一個說明性的實施方案中，反應溫度為20°C至45°C。在另一個說明性的實施方案中，反應溫度為20°C至40°C。在另一個說明性的實施方案中，反應溫度為20°C至35°C。在另一個說明性的實施方案中，反應溫度為20°C至30°C。在另一個說明性的實施方案中，反應溫度等于或高于約201、211、221、231、241或251，但不高于約100°C。可以使用適當?shù)亟敕磻旌衔镏谢蚪雵@反應混合物的浴中的溫度計監(jiān)測和/或測量反應溫度。
在一個說明性的實施方案中，本公開提供了一種制備聚蒽的方法，包括在氧化劑和反應溶劑的存在下聚合蒽單體，其中聚合進行I至24小時的反應時間。在另一個說明性的實施方案中，反應時間為2至12小時。在另一個說明性的實施方案中，反應時間為6至 8小時。在另一個說明性的實施方案中，反應時間為至多4小時、6小時、8小時、10小時、12 小時、14小時、16小時、18小時、20小時、22小時或24小時。在另一個說明性的實施方案中，反應時間為至少I小時、2小時、3小時、4小時或5小時。
在一個說明性的實施方案中，本公開提供一種制備聚蒽的方法，包括在氧化劑、反應溶劑和水的存在下聚合蒽單體。在另一個說明性的實施方案中，水占聚合反應混合物體積中的至少1%、5%、10%、20%、30%、40%或50%。在另一個說明性的實施方案中，水占聚合反應混合物體積中的約1%至5%、約5%至10%、約10%至15%、約15%至20%、約 20% 至 25%、約 25% 至 30%、約 30% 至 35%、約 35% 至 40%、約 40% 至 45%，或約 45% 至 50%。在另一個說明性的實施方案中，水占聚合反應混合物體積中的約1%至10%、約5% 至 20%、約 10% 至 30%、約 20% 至 40%、約 30% 至 50%、約 40% 至 50%、約 I % 至 50%、約 5%至 40%、約 10%至 40%，或約 20%至 30%。
在另一個方面，本公開提供通過本文中所述的方法制備的聚蒽。在一個說明性的實施方案中，氧化劑是路易斯酸或多于一種路易斯酸的組合。在另一個說明性的實施方案中，氧化劑包括但不限于以下各項中的一種或多種FeCl3、FeBr3> A1C13、AlBr3、A1I3、 AlRCl2、AlR2Cl、AlR3、CuCl2、CuBr2、MoCl5、SnCl4、SnBr4、SnI4、MgCl2、MgBr2、MgI2、CaCl2、CaBr2、 CaI2, ZnCl2^ZnBr2, ZnI2, BF3, TiCl4, TiBr4, SbCl5和它們的任何組合。在另一個說明性的實施方案中，氧化劑是FeCl3。在另一個說明性的實施方案中，反應溶劑是硝基烷、芳族硝基化合物、烴、鹵代烴、和/或腈。在另一個說明性的實施方案中，反應溶劑包括但不限于以下各項中的一種或多種硝基甲烷、硝基乙烷、硝基苯、二硝基苯、己烷、苯、戊烷、異辛烷、環(huán)己烷、二氯甲烷、氯仿、二氯乙烷、二氯苯、溴乙烷、二溴乙烷、溴苯、二溴苯、溴戊烷、四氯化碳、 乙腈、丙腈、丁腈和它們的任何組合。
在一個說明性的實施方案中，本公開提供一種聚蒽，通過包括在氧化劑和反應溶劑的存在下聚合蒽單體的方法制備，其中氧化劑與蒽單體的摩爾比在I : I至9 : I的范圍內。在另一個說明性的實施方案中，氧化劑與蒽單體的摩爾比在I : I至8 : I的范圍內。在另一個說明性的實施方案中，氧化劑與蒽單體的摩爾比在I : I至7 : I的范圍內。 在另一個說明性的實施方案中，氧化劑與蒽單體的摩爾比在I : I至6 : I的范圍內。在另一個說明性的實施方案中，氧化劑與蒽單體的摩爾比在I : I至5 : I的范圍內。在另一個說明性的實施方案中，氧化劑與蒽單體的摩爾比在I : I至4 : I的范圍內。在另一個說明性的實施方案中，氧化劑與蒽單體的摩爾比在I : I至3 : I的范圍內。在另一個說明性的實施方案中，氧化劑與蒽單體的摩爾比在I : I至2 : I的范圍內。
在一個說明性的實施方案中，本公開提供一種聚蒽，其通過包括在氧化劑和反應溶劑的存在下聚合蒽單體的方法制備，其中聚合在20°C至100°C范圍內的反應溫度進行。 在另一個說明性的實施方案中，反應溫度范圍為20°C至80°C。在另一個說明性的實施方案中，反應溫度范圍為20°C至60°C。在另一個說明性的實施方案中，反應溫度范圍為20°C至 50°C。在另一個說明性的實施方案中，反應溫度范圍為20°C至45°C。在另一個說明性的實施方案中，反應溫度范圍為20°C至40°C。在另一個說明性的實施方案中，反應溫度范圍為 20°C至35°C。在另一個說明性的實施方案中，反應溫度范圍為20°C至30°C。在另一個說明性的實施方案中，反應溫度等于或高于約20°C、21°C、22°C、23°C、24°C或25°C，但不高于約 100。。。
在一個說明性的實施方案中，本公開提供一種聚蒽，其通過包括在氧化劑和反應溶劑的存在下聚合蒽單體的方法制備，其中聚合進行I至24小時范圍內的反應時間。在另一個說明性的實施方案中，反應時間范圍為2至12小時。在另一個說明性的實施方案中， 反應時間范圍為6至8小時。在另一個說明性的實施方案中，反應時間為至多4小時、6小時、8小時、10小時、12小時、14小時、16小時、18小時、20小時、22小時或24小時。在另一個說明性的實施方案中，反應時間為至少I小時、2小時、3小時、4小時或5小時。
在一個說明性的實施方案中，本公開提供一種聚蒽，其通過包括在氧化劑、反應溶劑和水的存在下聚合蒽單體的方法制備。在另一個說明性的實施方案中，聚合反應混合物含有按體積計至少1%、5%、10%、20%或50%的水。
在一個說明性的實施方案中，本公開提供一種通過本文所述方法制備的聚蒽，其中所述聚蒽包含18個以上蒽單體單元。在另一個說明性的實施方案中，本公開提供一種包含18個以上蒽單體單元的聚蒽。在另一個說明性的實施方案中，本公開的聚蒽包含19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、 45、46、47、48、49、50個以上蒽單體單元。在另一個說明性的實施方案中，聚蒽包含18至 25個蒽單體單元。在另一個說明性的實施方案中，按重量計約5%至80%的聚蒽包含18 個以上蒽單體單元。在另一個說明性的實施方案中，按重量計約10%至50%的聚蒽包含 18個以上蒽單體單元。在另一個說明性的實施方案中，按重量計約20%至30%的聚蒽包含18個以上蒽單體單元。在聚蒽中的蒽單體單元的數(shù)目能夠通過基質輔助激光解吸/離子化飛行時間質譜(MALDI-T0F-MS)測定(I Schr印p，H. Pasch，“合成聚合物的Maldi-Tof 質譜(Maldi-Tof Mass Spectrometry ofSynthetic Polymers) ” (Springer Laboratory) (2003)，Berlin :Springer_Verla ；Nielen, Michel ff. F.，“通過尺寸排阻色譜法 / 基質輔助激光解吸/離子化飛行時間質譜法對多分散合成聚合物的表征(Characterization of polydispersesynthetic polymers by size-exclusion chromatography/ matrix-assisted laserdesorption/ionization time-of-flight mass spectrometry)，，， RapidCommunications in Mass Spectrometry 11:1194(1997)·)。
在一個說明性的實施方案中，本公開提供一種包含聚蒽的組合物，其中所述聚蒽包含18個以上蒽單體單元。在另一個說明性的實施方案中，本公開提供一種包含聚蒽的組合物，其中按重量計5%至80%的聚蒽包含18個以上蒽單體單元。
在一個說明性的實施方案中，本公開提供一種通過本文所述方法制備的聚蒽，其中約5%至95%的聚蒽具有約500至10，000的重均分子量。在另一個說明性的實施方案中,本公開提供一種聚蒽,其中約5%至95%的聚蒽具有約500至10,000的重均分子量。在另一個說明性的實施方案中，本公開的聚蒽的分子量為約500至9000、約500至8，000、約 500 至 7，000、約 500 至 6，500、約 500 至 6，000、約 500 至 5，000、約 500 至 4，500、約 500 至 4，000、約 500 至 3，500、約 500 至 3，000、約 500 至 2，500、約 500 至 2，000、約 500 至 I, 500、 約 500 至 1，000、約 1，000 至 10，000、約 2，000 至 10，000、約 3，000 至 10，000、約 4，000 至 10，000、約 5，000 至 10，000、約 6，000 至 10，000、約 7，000 至 10，000、約 8，000 至 10，000， 或約9，000至10，000。聚蒽的分子量可以通過使用聚苯乙烯標準物的凝膠滲透色譜來測定(A. Kumar 等人，“聚合物工程基礎(Fundamentals of Polymer Engineering) ”，由 CRC Press出版，第2版，第8章第7節(jié)，第364-368頁，(2003))。
在一個說明性的實施方案中，本公開提供一種通過本文所述方法制備的聚蒽， 其中所述聚蒽的熱分解溫度在約300°C至1000°C之間。在另一個說明性的實施方案中， 本公開提供一種熱分解溫度在約300°C至1000°C之間的聚蒽。在另一個說明性的實施方案中，本公開的聚蒽在氮存在下的熱分解溫度在約300°C至900°C之間、在約400°C至 900 V之間、在約500 V至900 V之間、在約600 V至900 V之間、在約700 V至900 V之間、 在約800 V至900 V之間、在約300 V至800 V之間、在約300 V至700 V之間、在約300 V 至600 V之間、在約300 V至500 V之間，或在約300 V至400 V之間。術語“熱分解溫度” 是指聚蒽的重量損失達到最大速度時的溫度?？梢酝ㄟ^熱重分析(TGA)測定熱分解溫度 (J. Menczel, B. Prime, “聚合物的熱分析,原理和應用(Thermal Analysis of Polymers, Fundamentalsand Applications) ”，由 John Wiley & Sons, Inc. , Hoboken, New Jersey 出版，第 3 章，第 241-311 頁(2009))。
在一個說明性的實施方案中，本公開提供一種通過本文所述方法制備的聚蒽，其中所述聚蒽的電導率為約10_9至10_nS cnT1。在另一個說明性的實施方案中，本公開提供一種電導率為約10_9至10_nS cnT1的聚蒽。在另一個說明性的實施方案中，本公開的聚蒽的電導率為約7X 10_9至KT11Scm'可以通過將聚蒽溶解在溶劑中以制備溶液并使用萬用表在室溫下測量溶液的電阻，來測量聚蒽的電導率。
在一個說明性的實施方案中，本公開提供一種通過本文所述方法制備的聚蒽，其中所述聚蒽在1000°C的半焦產率不低于70%。在另一個說明性的實施方案中，本公開提供一種在1000°C的半焦產率不低于70%的聚蒽。在另一個說明性的實施方案中，本公開的聚蒽在1000°C的半焦產率不低于75%。在另一個說明性的實施方案中，聚蒽在1000°C的半焦產率不低于80%。在另一個說明性的實施方案中，聚蒽在1000°C的半焦產率不低于85%。 在另一個說明性的實施方案中，聚蒽在1000°C的半焦產率為70%至95%、70%至90%、 70%至85%，或70%至80%。為了獲得半焦，在具有速率為40ml mirT1的氮氣流的室中， 將聚蒽以20°C mirT1的速率加熱。半焦產率計算為殘留物質的重量相比于聚蒽的初始重量的百分比。
在一個說明性的實施方案中，本公開提供一種通過本文所述方法制備的聚蒽，其中所制備的聚蒽至少部分地(或完全地)可溶于有機溶劑。在另一個說明性的實施方案中，本公開提供一種至少部分地(或完全地)可溶于有機溶劑的聚蒽。在另一個說明性的實施方案中，可溶于有機溶劑的本公開的聚蒽為存在于有機溶劑中的聚蒽的總重量的至少5%、至少10%、至少20%、至少30%、至少40%、至少50%、至少60%、至少70%、至少 80%或至少90%。在另一個說明性的實施方案中，溶解在有機溶劑中的聚蒽為存在于有機9溶劑中的聚蒽的總重量的5% -100%之間、5% -90%之間、5% -80%之間、5% -70%之間、 5% -60%之間、5% -50%之間、5% -40%之間、5% -30%之間、5% -20%之間、5% -10%之間、10% -100%之間、10% -90%之間、10% -80%之間、10% -70%之間、10% -60%之間、 10% -50%之間、10% -40%之間、10% -30%之間或10% -20%之間。在另一個說明性的實施方案中，按重量計5% -100%的聚蒽可溶于有機溶劑。聚蒽可溶于其中的有機溶劑的說明性實例包括但不限于酯類如乙酸乙酯和乙酸正丁酯，酮類如丙酮和甲基乙基酮，醇類如乙醇和異丙醇，醚類如二乙醚和二喀焼,脂族或芳族烴如甲苯和環(huán)己燒，以及它們的任何混合物。在另一個說明性的實施方案中，聚蒽至少部分地(或完全地)可溶于極性有機溶劑， 包括但不限于N-甲基吡咯烷酮(NMP)、四氫呋喃(THF)、氯仿、二甲基甲酰胺(DMF)和/或二甲亞砜(DMSO)。在另一個說明性的實施方案中，按重量計5% -100%的聚蒽可溶于有機溶劑，所述有機溶劑包括但不限于N-甲基吡咯烷酮(NMP)、四氫呋喃(THF)、氯仿、二甲基甲酰胺(DMF)和二甲亞砜(DMSO)中的一種或多種。
在一個說明性的實施方案中，本公開提供一種通過本文所述方法制備的聚蒽，其中所制備的聚蒽具有波長在約380nm至約690nm范圍內的吸收峰。在另一個說明性的實施方案中，本公開提供一種聚蒽，其具有波長在約380nm至約690nm范圍內的吸收峰。在另一個說明性的實施方案中，本公開的聚蒽具有波長在約470nm至約690nm范圍內的吸收峰。在另一個說明性的實施方案中，聚蒽具有波長在約600nm至約690nm范圍內的 吸收峰。
在一個說明性的實施方案中，本公開提供一種包含多個蒽單體以及氧化劑的組合物。在另一個說明性的實施方案中，氧化劑包括但不限于以下各項中的一種或多種FeCl3、 FeBr3、AlCl3、AlBr3、AlI3、AlRCl2、AlR2Cl、AlR3、CuCl2、CuBr2、MoCl5、SnCl4、SnBr4、SnI4、MgCl2、 MgBr2^MgI2, CaCl2、CaBr2、CaI2、ZnCl2、ZnBr2、ZnI2, BF3> TiCl4, TiBr4, SbCl5 和它們的任何組合。在另一個說明性的實施方案中，該組合物還包含反應溶劑。在另一個說明性的實施方案中，反應溶劑為硝基烷、芳族硝基化合物、烴、鹵代烴、和/或腈。在另一個說明性的實施方案中，反應溶劑包括但不限于以下各項中的一種或多種硝基甲烷、硝基乙烷、硝基苯、二硝基苯、己烷、苯、戊烷、異辛烷、環(huán)己烷、二氯甲烷、氯仿、二氯乙烷、二氯苯、溴乙烷、二溴乙烷、溴苯、二溴苯、溴戊烷、四氯化碳、乙腈、丙腈、丁腈、和它們的任何組合。在另一個說明性的實施方案中，該組合物還包含水。在另一個說明性的實施方案中，水占該組合物體積中的至少I %、5 %、10 %、20 %、30 %、40 %或50 %。在另一個說明性的實施方案中，水占該組合物體積中的約1%至5%、約5%至10%、約10%至15%、約15%至20%、約20%至25%、 約 25%至 30%、約 30%至 35%、約 35%至 40%、約 40%至 45%，或約 45%至 50%。
本公開的聚蒽具有高的熱穩(wěn)定性和耐燒蝕性。燒蝕是一種侵蝕現(xiàn)象，其中當材料暴露于高溫如高于1200°C時，部分材料由于熱氧化而被侵蝕。經歷燒蝕的物質可以被高壓高速的燃燒焰除去。即使暴露在高的或極高的溫度下，具有耐燒蝕性的材料仍可以具有低的侵蝕率和長的材料壽命。聚蒽產品對燒蝕的耐性可以通過燒蝕試驗測試，例如但不限于氧乙炔燒蝕測試。例如，在氧乙炔燒蝕測試中，可以將熱的燃燒氣體(如氧乙炔) 沿著垂直于聚蒽試樣中心的方向引導，直至發(fā)生燒穿。聚蒽的侵蝕率可以通過用燒穿所需的時間去除試樣的原始厚度來測定(ASTM標準E 285-80，(2002)，“絕熱材料的氧乙炔燒蝕測試的標準試驗方法(Standard Test Method forOxyacetylene Ablation Testing of Thermal Insulation Materials ),y, ASTMInternational, West Conshohocken, PA,www. astm. org ；Najim, T.等人,“高鄰位甲階段酹醒樹脂和二亞糠基丙酮的互穿聚合物網(wǎng)絡和復合體的熱學和燒蝕性質(Thermal and Ablative Properties of Ipns and Composites of HighOrtho Resole Resin and Difurfurylidene Acetone)，，，Leonardo ElectronicJournal of Practices and Technologies, 13 :34_46 (2008))。也可以使用其它燒蝕測試方法，例如，可以將聚蒽產品暴露在以一定的速度和溫度施加于產品的火焰中一定的時間，并且觀察這樣的火焰對產品的效果。
在另一個方面，本公開提供一種可用于制備熱穩(wěn)定材料或耐燒蝕材料的聚蒽?？梢酝ㄟ^本領域技術人員已知的任何方法，制備熱穩(wěn)定材料或耐燒蝕材料。簡言之，在一個說明性的實施方案中，可以通過下列方法制備材料使用本文所述的方法制備聚蒽，分離并提純所得的聚蒽，將聚蒽制成適宜的形狀和結構如粉末、膜、泡沫體、薄片、塊體、溶液和糊狀物。本公開的耐燒蝕聚蒽可以用作用于任何表面的表面保護材料，所述表面例如但不限于可能需要對火和極高的熱具有耐受性的機器、結構、建筑物和鋼結構等。
而且，本文所述的聚蒽可以用作用于制備各種碳材料和復合碳材料的前體材料。
本文所述的聚蒽可以用作用于制備碳纖維以及碳纖維增強碳復合材料的碳前體。 在一個說明性的實施方案中，使用本文所述的聚蒽制備碳纖維。簡言之，可以將聚蒽拉成長股纖維并隨后在無氧下加熱至非常高的溫度直至纖維碳化；制得的碳纖維可以用于生產產品如賽車車體、高爾夫球桿柄、自行車框架、魚竿、汽車彈簧、帆船桅桿以及許多其它需要輕質和高強度的產品。本文所述的聚蒽也可以用于制備納米管，所述納米管可制備高強度纖維、亞微觀試管、和用于集成電路的新型半導體材料(為了回顧，請參見P. Morgan，碳纖維及其復合材料(Carbon fibers and their composites),由 CRC Press 出版(2005)； B. George 等人，材料手冊(Materials Handbook)，由 McGraw-Hi 11 出版,1997 ；Ebbesen, T. W. “碳納米管(Carbon Nanotubes) ”，Physics Today, 26-32 (1996 年 6 月))。在另一個說明性的實施方案中，使用本文所述的聚蒽制備碳纖維增強碳復合材料(為了回顧制備方法，請參見P. Morgan,碳纖維及其復合材料(Carbon fibers and their composites),由 CRC Press出版(2005))。所得的碳纖維增強碳復合材料可以用于汽車用途和鐵路用途中， 如高性能公路汽車或高速列車的制動系統(tǒng)組件(例如制動盤和制動襯塊)。
本文所述的聚蒽具有適中的電導率并且因此可用于導電。在一個說明性的實施方案中，聚蒽或摻雜的聚蒽可以用作不具有或具有差的導電性的材料中的添加劑以改善該材料的導電性。在另一個說明性的實施方案中，聚蒽可用作趨向于累積靜電的材料中的添加劑，以防止靜電在這樣的材料中累積。在另一個說明性的實施方案中，聚蒽可以用于包裝材料中，以防止靜電在材料中累積。
本文所述的聚蒽可以具有廣泛的用途。例如，它們可以用于制備耐燒蝕涂料、 再充電式電池、超級電容器和催化劑載體(D. Fauteux等人，“鋰聚合物電解質再充電式電池(Lithium polymer electrolyte rechargeablebattery) ”, Electrochimica Acta, 40(13-14) =2185-2190(1995) ;A. B. Strong，“復合材料制備基礎材料、方法和應用 (Fundamentals of compositesmanufacturing materials,methods and applications)，，， 由SME出版，第2版，第133-136頁，(2007) ；M. Stasiak等人，“作為均相催化劑載體的聚合物纖維(Polymer Fibers as Carriers for Homogeneous Catalysts)，，，Chemistry-A European Journal, 13 (21):第6150-6156頁，(2007))。在另一個方面，本公開提供包含本公開的聚蒽的耐燒蝕涂料。在另一個方面，本公開提供包含本公開的聚蒽的再充電式電池。 在另一個方面，本公開提供包含本公開的聚蒽的超級電容器。在另一個方面，本公開提供包含本公開的聚蒽的催化劑載體。
在另一個方面，本公開提供可用于制備耐熱材料或耐燒蝕材料的聚蒽。在另一個方面，本公開提供包含本公開的聚蒽的耐熱材料。在另一個方面，本公開提供包含本公開的聚蒽的耐燒蝕材料。
在另一個方面，本公開提供可用于制造碳前體的聚蒽，所述碳前體用于制備碳纖維和碳纖維增強碳復合材料。在另一個方面，本公開提供用于制備碳纖維和碳纖維增強碳復合材料的碳前體，其包含本公開的聚蒽。
在另一個方面，本公開提供可用于制備導電材料的聚蒽。在另一個方面，本公開提供包含本公開的聚蒽的導電材料。
在另一個方面，本公開提供可用于制備抗靜電材料的聚蒽。在另一個方面，本公開提供包含本公開的聚蒽的抗靜電材料。實施例
陳述以下實施例以幫助理解本公開，但以下實施例不應被理解為以任何方式限制如在后附權利要求中所定義的本發(fā)明的范圍。
實施例I.在FeCl3、硝基甲烷和水的存在下制備聚蒽
將800mg(4. 488mmol)蒽溶解在30ml硝基甲烷中。加熱該溶液至溫度為80°C。將 2184mg(13. 464mmol)FeCl3溶解在30ml硝基甲烷中并過濾。將O. 48ml水添加至過濾過的 FeCl3溶液中并加熱至80°C。將FeCl3溶液添加至蒽溶液中。伴隨磁棒攪拌，于80°C的水浴中溫育該混合物6小時。利用添加60ml 95%乙醇來終止該反應。
將反應混合物離心而獲得沉淀物。用水洗滌該沉淀物2-4次，直至在洗出液中檢測不到Fe3+、Fe2+或Cr離子。隨后，用乙醇洗滌該沉淀物3_5次，直至洗出液顯示無色或僅呈淺色。為了進一步除去Fe3+或Fe2+污染物，將所得的聚蒽添加入20ml IM HCl中，并且攪拌該混合物一整天。將混合物離心，以收集沉淀物。用水洗滌該沉淀物直至洗出液具有中性pH值。隨后將所得的聚蒽添加入30ml O. 2M NH3中，并且攪拌該混合物一整天。隨后將該混合物離心，以得到沉淀物，接著用水洗滌該沉淀物直至洗出液變成中性。將洗滌后的沉淀物在80°C干燥，直至殘余產物達到恒定重量。所得的聚蒽為深棕色粉末。生產收率為 38. 1%。
該聚蒽可溶于有機溶劑如NMP (溶解度27. lg/1)、DMF (溶解度25. 3g/l)、 DMS0(溶解度24.1g/l)、THF(溶解度26.6g/l)和 CHC13(溶解度24.9g/l)中。它的UV-可見光譜在約685nm波長處顯示出強吸收。在它的原生鹽狀態(tài)下，它的電導率為 7. OXlO-9S cnT1，在摻雜碘之后，電導率為7. 5X10_4S cnT1。根據(jù)MALDI-TOF-MS方法，聚合度為約18個蒽單體單元，且分子量為約3200 (圖2)。聚蒽在空氣中加熱至350°C后保持穩(wěn)定。當在氮的存在下，以20°C /分鐘的速率將聚蒽由室溫加熱至1，000°C時，熱分解溫度 (此時聚蒽達到最大分解速率)被確定為530°C，且殘余產物是具有金屬光澤的深色半焦。 半焦產率為81. 5%且半焦的電導率為51. 5S cnT1。
實施例2.在FeCl3、二氯甲烷/硝基甲烷和水的存在下制備聚蒽
將800mg(4. 488mmol)蒽溶解在30ml 二氯甲烷中。加熱該溶液至溫度為30°C。將 6552mg(40. 392mmol)FeCl3 溶解在 30ml 硝基甲烷中并過濾。將 O. 72ml (40. 392mmol)水添加至過濾過的FeCl3溶液中并加熱至30°C。將FeCl3溶液添加至蒽溶液中。伴隨磁棒攪拌， 于30°C的水浴中溫育該混合物6小時。利用添加60ml 95%乙醇來終止該反應。
將反應混合物離心而獲得沉淀物。用水洗滌該沉淀物2-4次，直至在洗出液中檢測不到Fe3+、Fe2+或Cr離子。隨后，用乙醇洗滌該沉淀物3_5次，直至洗出液顯示無色或僅呈淺色。為了進一步除去Fe3+或Fe2+污染物，將所得的聚蒽添加入20ml IM HCl中，并且攪拌該混合物一整天。將該混合物離心，以收集沉淀物。用水洗滌該沉淀物直至洗出液變成中性。隨后將所得的聚蒽添加入30ml O. 2M NH3中，并且攪拌該混合物一整天。隨后離心該混合物，以得到沉淀物，接著用去離子水洗滌該沉淀物直至洗出液變成中性。將洗滌后的沉淀物在80°C干燥，直至殘余產物達到恒定重量。殘余產物為深棕色粉末。生產收率為25.0%。
該聚蒽可溶于有機溶劑如NMP (溶解度25. Og/1)、DMF (溶解度20. 6g/l)、 DMS0(溶解度:19.8g/l)、THF(溶解度:23.4g/l)、和 CHC13(溶解度23. lg/1)中。它的 UV-可見光譜在約380nm、470nm、480nm、6 IOnm和690nm波長處顯示出較強的吸收(圖3)。在它的原生鹽狀態(tài)下，該聚蒽的電導率為小于10_nS cnT1，而在摻雜碘之后增加至4.0 X 10_4S cm 1O
實施例3.于20°C的反應溫度，在FeCl3、二氯甲烷/硝基甲烷的存在下制備聚蒽
將800mg(4. 488mmol)蒽溶解在30ml 二氯甲烷中。加熱該溶液至溫度為20°C。將 6552mg(40. 392mmol)FeCl3溶解在30ml硝基甲烷中并過濾。將過濾過的FeCl3溶液在水浴中加熱至20°C。伴隨磁棒攪拌，將FeCl3溶液添加至蒽溶液中。伴隨磁棒攪拌，于20°C的水浴中溫育該混合物6小時。利用添加60ml乙醇來終止該反應。
將反應混合物離心而獲得沉淀物。用乙醇洗滌該沉淀物以除去任何殘存的單體和低聚物。隨后用去離子水洗滌該沉淀物2-4次，直至用O. IMNaOH的洗出液中檢測不到Fe3+、 Fe2+或Cr離子。為了進一步除去任何殘存的蒽單體和低分子量聚合物，用乙醇洗滌該沉淀物3-5次，直至洗出液顯示無色或僅呈淺色。將洗滌過的沉淀物在80°C干燥，直至它達到恒定重量。所得的聚蒽是深棕色粉末。生產收率為66.3%。
該聚蒽可部分地溶于有機溶劑如NMP (溶解度17. 7g/l)、DMF(溶解度16. 9g/l)、 DMS0(溶解度16. 3g/l)、THF(溶解度17. 2g/l)和CHC13(溶解度15. 4g/l)中。它的UV-可見光譜在約380nm、460nm和480nm波長處顯示出較強的吸收(圖4)。在原生鹽狀態(tài)下，它的電導率為約I. OX IO-9ScnT1,并在摻雜碘之后增加至2. 3 X ICT3S cnT1。根據(jù)MALDI-TOF-MS 測量，聚合度為約10，且分子量為約1722。在空氣中，該聚蒽在低于300°C的溫度保持穩(wěn)定。
實施例4.于30°C的反應溫度，在FeCl3、二氯甲烷/硝基甲烷的存在下制備聚蒽
將800mg(4. 488mmol)蒽溶解在30ml 二氯甲烷中。加熱該溶液至溫度為30°C。將 6552mg(40. 392mmol)FeCl3溶解在30ml硝基甲烷中并過濾。將過濾過的FeCl3溶液在水浴中加熱至30°C。伴隨磁棒攪拌將FeCl3溶液添加至蒽溶液中。伴隨磁棒攪拌，于30°C的水浴中溫育該混合物6小時。利用添加60ml乙醇來終止該反應。
如實施例3中所述，將制得的聚蒽洗滌并分離。所得的聚蒽是深棕色粉末。生產收率為78. 3%。13
該聚蒽可部分地溶于有機溶劑如NMP (溶解度14. lg/1)、DMF(溶解度13.4g/ I)、DMSO(溶解度10. 8g/l)、THF(溶解度11. 9g/l)和 CHCl3(溶解度9. 7g/l)中。它的 UV-可見光激發(fā)結果在約380nm、460nm和480nm波長處顯示出較強的吸收(圖4)。在原生鹽狀態(tài)下，它的電導率為約5. 4X ICT9S cnT1，并在摻雜碘后增加至I. IXliT2S cnT1。根據(jù) MALDI-T0F-MS測量，聚合度為約7，且分子量為約1230。在空氣中，該聚蒽在低于300°C的溫度保持穩(wěn)定。當在氮的存在下，以20°C /分鐘的速率將聚蒽由室溫加熱至1，000°C時，熱分解溫度被確定為466°C (圖5(a))，且殘余產物是深色塊狀固體物質。半焦產率為71. 1% (圖5(a))，且半焦的電導率為5.8S cm—1。
實施例5.于40°C的反應溫度，在FeCl3、二氯甲烷/硝基甲烷的存在下制備聚蒽
將800mg(4. 488mmol)蒽溶解在30ml 二氯甲烷中。加熱該溶液至溫度為40°C。將 6552mg(40. 392mmol)FeCl3溶解在30ml硝基甲烷中并過濾。將過濾過的FeCl3溶液在水浴中加熱至40°C。伴隨磁棒攪拌將FeCl3溶液添加至蒽溶液中。伴隨磁棒攪拌，于40°C的水浴中溫育該混合物6小時。利用添加60ml乙醇來終止該反應。
如實施例3中所述，將制得的聚蒽洗滌并分離。所得的聚蒽是棕黑色粉末。生產收率為81. 8% ο
該聚蒽可部分地溶于有機溶劑如NMP (溶解度13.8g/l)、DMF(溶解度13. lg/ 1)、01^0(溶解度10.68/1)、1'冊(溶解度11.78/1)和 CHC13 (溶解度9. 4g/l)中。它的 UV-可見光激發(fā)結果在約380nm、460nm和480nm波長處顯示出較強的吸收(圖4)。在原生鹽狀態(tài)下，它的電導率為約4. lX10_nS cnT1，并在摻雜碘后增加至6. 8X ICT3S cm'根據(jù) MALDI-T0F-MS測量，聚合度為約6，且分子量為約1050。在空氣中，該聚蒽在低于300°C的溫度保持穩(wěn)定。
實施例6.于80°C的反應溫度，在FeCl3、二氯甲烷/硝基甲烷的存在下制備聚蒽
在室溫下將800mg(4. 488mmol)蒽溶解在30ml 二氯甲烷中。將 6552mg(40. 392mmol)FeCl3溶解在30ml硝基甲烷中并過濾。將過濾過的FeCl3溶液在水浴中加熱至80°C。隨后將FeCl3溶液以一份添加至蒽溶液中，并隨后伴隨磁棒攪拌，于80°C的水浴中溫育該混合物6小時。在這種情況下需要冷凝管，以避免二氯甲烷溶劑的蒸發(fā)。利用添加60ml乙醇來終止該反應。
如實施例3中所述，將制得的聚蒽洗滌并分離。所得的聚蒽是棕黑色粉末。生產收率為94. 0%o
該聚蒽可部分地溶于有機溶劑如NMP (溶解度12. 5g/l)、DMF(溶解度12.0g/ I)、DMS0(溶解度9.9g/l)、THF(溶解度10.8g/l)和 CHC13 (溶解度9. Og/1)中。它的 UV-可見光激發(fā)結果在約380nm、460nm和480nm波長處顯示出較強的吸收(圖4)。在原生鹽狀態(tài)下，它的電導率為約2. 2 X ICT9S cnT1，并在摻雜碘后增加至3. 6 X ICT4S cnT1。根據(jù) MALDI-T0F-MS測量，聚合度為約8，且分子量為約1400。在空氣中，該聚蒽在低于300°C的溫度保持穩(wěn)定。當在氮的存在下，以20°C /分鐘的速率將聚蒽由室溫加熱至1，000°C時，熱分解溫度被確定為736°C (圖5 (b))，且殘余產物是深色塊狀固體物質。半焦產率為70. 4% (圖5(b))，且半焦的電導率為3.9S cm—1。
使用5ml THF兩次萃取IOOmg通過在本實施例中所述方法制備的聚蒽60min,并通過離心收集不溶部分，并在空氣中于80°C干燥24h，收率為約50%。所得的聚蒽與溶解在THF中的那些相比，相對地集中有高分子量和剛性鏈結構的聚蒽分子。當在氮的存在下，以 10°C /分鐘的速率將聚蒽由室溫加熱至1，000°C時，熱分解溫度被確定為740V (圖5(c))， 且殘余產物是具有金屬光澤的深色固體物質。半焦產率為70.0% (圖5(c))，且半焦的電導率為 1166. 7S cnT1。
常規(guī)
關于本文中基本上任何的復數(shù)和/或單數(shù)術語的使用，在適合上下文和/或用途的情況下，本領域技術人員可以從復數(shù)轉換成單數(shù)和/或從單數(shù)轉換成復數(shù)。
本領域技術人員會理解，一般而言，在本文中并且特別是在所附權利要求(例如， 所附權利要求的主體)中使用的術語，通常意在作為“開放式”術語(例如，術語“包括”應當解釋為“包括但不限于”，術語“具有”應當解釋為“至少具有”，術語“包含”應當解釋為“包含但不限于”等)。本領域技術人員還會理解，如果意指引入的權利要求復述物(recitation) 的具體數(shù)目，則將在權利要求中明確地復述這個意思，并且在沒有這種復述物的情況下，不存在這種意思。例如，作為對理解的幫助，以下所附權利要求可以包含引出性短語“至少一個”和“一個或多個”的用法，以引出權利要求復述物。然而，這樣的短語的使用不應解釋為暗示通過不定冠詞“一個”或“一種”引出的權利要求復述物，將含有這樣引出的權利要求復述物的任何特定權利要求限制到只含有一個這樣的復述物的實施方案，即使當同一權利要求包括引出性短語“一個或多個”或“至少一個”和不定冠詞例如“一個”或“一種”時(例如，“一個”和/或“一種”應當解釋為指“至少一個(種)”或“一個(種)或多個(種)”)； 對于用于引出權利要求復述物的定冠詞的使用，同樣成立。另外，即使明確地闡述引出的權利要求復述物的具體數(shù)目，本領域技術人員也會認識到，這樣的復述物應當解釋為至少是指闡述的數(shù)目(例如，沒有其它修飾詞的“兩個復述物”的無修飾復述物是指至少兩個復述物或兩個以上復述物)。
另外，在以馬庫什(Markush)組的方式描述本公開內容的特征或方面的情況下， 本領域技術人員會認識到，本公開內容由此也依據(jù)馬庫什組的任何單個成員或多個成員的亞組描述。
本領域技術人員會理解，為了任何和所有的目的，諸如依據(jù)提供書面描述，在本文中公開的所有范圍也包括它們的任何和所有的可能子范圍和子范圍的組合。任何列出的范圍可以容易地視作足以描述和實現(xiàn)將同一范圍分成至少相等的兩份、三份、四份、五份、十份等。作為一個非限制性實例，在本文中討論的每個范圍可以容易地分成較低的三分之一、 中間的三分之一、較高的三分之一等。如本領域技術人員還理解的，諸如“至多”、“至少”、 “大于”、“小于”等的所有表述包括敘述的數(shù)字，并且指隨后可以分解成如上討論的子范圍的范圍。最后，如本領域技術人員理解的，一個范圍包括各個單個的成員。因而，例如，具有 1-3個成員的組是指具有1、2或3個成員的組等。
本公開內容不受在本申請中描述的具體實施方案限制，后者意圖作為不同方面的舉例說明。如本領域技術人員顯而易見的，可以做出許多修改和變化，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。本公開內容不依據(jù)在本申請中描述的具體實施方案受到限制，后者意圖作為不同方面的舉例說明。如本領域技術人員顯而易見的，可以做出許多修改和變化，而不脫離它的精神和范圍。除了在本文中闡述的那些以外，本領域技術人員根據(jù)前面的描述會明白在本公開內容范圍內的功能上等效的方法和產物。這樣的修改和變化意圖落入所附權利要求的范圍內。本公開內容僅根據(jù)所附權利要求以及這樣的權利要求所具有的全部范圍的等同替換進行限制。應當理解，本公開內容不限于具體的方法、試劑、化合物組合物或生物系統(tǒng)， 它們當然可以變化。還應當理解，在本文中使用的術語僅用于描述具體實施方案的目的，而不意在限制。
盡管在本文中已經公開了不同的方面和實施方案，但是其它的方面和實施方案對本領域技術人員是顯而易見的。在本文中公開的各個方面和實施方案是用于舉例說明的目的而不意在限制，其中真實的范圍和精神由所附權利要求指示。
權利要求
1.一種制備聚蒽的方法，所述方法包括在氧化劑和反應溶劑的存在下聚合蒽單體。
2.權利要求I所述的方法，其中所述氧化劑是路易斯酸。
3.權利要求I或2所述的方法，其中所述氧化劑選自由以下各項組成的組FeCl3、 FeBr3、AlCl3、AlBr3、AlI3、AlRCl2、AlR2Cl、AlR3、CuCl2、CuBr2、MoCl5、SnCl4、SnBr4、SnI4、MgCl2、 MgBr2^MgI2, CaCl2、CaBr2、CaI2、ZnCl2、ZnBr2、ZnI2, BF3> TiCl4, TiBr4, SbCl5 和它們的任何組八口 ο
4.權利要求3所述的方法，其中所述氧化劑是FeCl3。
5.權利要求I至4中任一項所述的方法，其中所述氧化劑與所述蒽單體的摩爾比在 I : I至9 : I的范圍內。
6.權利要求I至5中任一項所述的方法，其中所述反應溶劑選自由以下各項組成的組 硝基烷、芳族硝基化合物、烴、鹵代烴、腈和它們的任何組合。
7.權利要求I至6中任一項所述的方法，其中所述反應溶劑選自由以下各項組成的組 硝基甲烷、硝基乙烷、硝基苯、二硝基苯、己烷、苯、戊烷、異辛烷、環(huán)己烷、二氯甲烷、氯仿、二氯乙烷、二氯苯、溴乙烷、二溴乙烷、溴苯、二溴苯、溴戊烷、四氯化碳、乙腈、丙腈、丁腈和它們的任何組合。
8.權利要求I至7中任一項所述的方法，其中所述聚合在20至100°C范圍內的反應溫度下進行。
9.權利要求8所述的方法，其中所述反應溫度在20至80°C的范圍內。
10.權利要求9所述的方法，其中所述反應溫度在20至40°C的范圍內。
11.權利要求I至10中任一項所述的方法，其中聚合反應混合物包含水。
12.權利要求I至11中任一項所述的方法，其中所述聚合進行I至24小時的反應時間。
13.—種通過包括以下步驟的方法制備的聚蒽在氧化劑和反應溶劑的存在下聚合蒽單體。
14.權利要求13所述的聚蒽，其中按重量計5%至80%的所述聚蒽包含18個以上蒽單體單元。
15.權利要求13或14所述的聚蒽，其中所述聚蒽在氮存在下的熱分解溫度為400°C以上。
16.權利要求13至15中任一項所述的聚蒽，其中所述聚蒽在初生態(tài)的電導率為10_9至 10 11S cm 1O
17.權利要求13至16中任一項所述的聚蒽，其中所述聚蒽在1000°C的半焦產率為 70%至 95%。
18.權利要求13至17中任一項所述的聚蒽，其中按重量計5%至100%的所述聚蒽可溶于有機溶劑。
19.權利要求18所述的聚蒽，其中所述有機溶劑選自由以下各項組成的組N-甲基吡咯烷酮(NMP)、四氫呋喃(THF)、氯仿、二甲基甲酰胺(DMF)和二甲亞砜(DMSO)。
20.權利要求13至19中任一項所述的聚蒽,其中所述聚蒽具有在380nm至690nm范圍內波長處的吸收峰。
21.一種聚蒽，其中按重量計5%至80%的所述聚蒽包含18個以上蒽單體單元。
22.一種耐熱材料，所述耐熱材料包含權利要求13至21中任一項所述的聚蒽。
23.—種耐燒蝕材料，所述耐燒蝕材料包含權利要求13至21中任一項所述的聚蒽。
24.一種碳前體，所述碳前體包含權利要求13至21中任一項所述的聚蒽。
25.一種導電材料，所述導電材料包含權利要求13至21中任一項所述的聚蒽。
26.一種抗靜電材料，所述抗靜電材料包含權利要求13至21中任一項所述的聚蒽。
27.一種耐燒蝕涂料，所述耐燒蝕涂料包含權利要求13至21
28.一種再充電式電池，所述再充電式電池包含權利要求13蒽。中任一項所述的聚蒽。至21中任一項所述的聚
29.一種超級電容器，所述超級電容器包含權利要求13至21
30.一種催化劑載體，所述催化劑載體包含權利要求13至21中任一項所述的聚蒽。 中任一項所述的聚蒽。
全文摘要
本申請?zhí)峁┝艘环N制備聚蒽的方法，所述方法包括在氧化劑和反應溶劑的存在下聚合蒽單體。本申請還提供了通過本文所述方法制備的聚蒽，其具有在有機溶劑中更高的溶解度和更好的熱穩(wěn)定性和耐燒蝕性。
文檔編號H01G5/00GK102947366SQ201080067233
公開日2013年2月27日 申請日期2010年6月4日 優(yōu)先權日2010年6月4日
發(fā)明者黃美榮, 李新貴, 黃紹軍 申請人:同濟大學