专利名称：高折射率聚芳硫醚砜酰胺及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种高折射率聚芳硫醚砜酰胺及其制备方法，属于高分子合成领域。
背景技术：
CMOS 图像传感器(complementary metal oxide semiconductor (CMOS) imagesensor, CIS)是近年来发展起来的一种新型图像传感技术。其具有设计周期短、集成度高、抗干扰能力强、成本低、重量轻、体积小、功耗低等优点。这些优良特性使其在数字家电、医疗诊断、视频监控、指纹识别等民用领域以及在诸如遥感成像、太阳敏感器、星敏感器等空间领域均具有广泛的应用前景[Uryu, Y.，Asano, T. Journal ofApplied Physics (Japanese), 2002, 41，2620-2624]。虽然CIS技术得到了广泛的关注，但其在分辨率方面的不足极大地限制了 CIS在高技术领域内的应用，目前提高CIS分辨率最为有效的途径之一是在CIS器件内部使用微透镜(Inner microlens)，利用微透镜的高折射率将光信号更 有效地集中在光检测(photodetector)上,从而增大整体器件的分辨率[Suwa, M. JournalofPhotopolymer Science Technology, 2006，19，275-276]。有机高分子材料具有低密度、耐冲击、易加工成型等优点。考虑到仪器轻量化、小型化及制作成本等因素，有机高分子透镜材料逐渐受到了广泛的重视。而常见有机聚合物材料的折射率通常在I. 3 I. 7之间，难以满足微透镜折射率的要求。因此，寻找具有高折射率、较低的双折射，在可见光范围内(400 700nm)具有优良的透光性(微透镜的光透过性越好，则光检测器的信号收集效率就越高)，可用于制作微透镜的高分子材料，迫在眉睫。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足而提供一种高折射率聚芳硫醚砜酰胺聚合物及其制备方法，其特点是设计合成了一类既含硫醚、氮杂环同时含砜基和酰胺基团的聚合物，以期望引入高含量硫以及含氮杂环以提高聚合物的折射率，改善材料的双折射；引入砜基及酰胺基团提高材料的透光率及溶解加工性能，同时保持聚芳硫醚砜及芳族聚酰胺优良的热性能及力学性能。(杨杰主编，聚苯硫醚树脂及其应用，化学工业出版社，2006)本发明的目的由以下技术措施实现，其中所述原料份数除特殊说明外，均为重量份数。高折射率聚芳硫醚砜酰胺的化学反应式为
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权利要求
1.一种高折射率聚芳硫醚砜酰胺，其特征在于该聚芳硫醚砜酰胺的化学反应式为
2.一种高折射率聚芳硫醚砜酰胺，其特征在于该聚芳硫醚砜酰胺的起始原料由以下组分组成，按重量计为含砜基芳族硫醚二胺4. 64-7. 02份 催化剂I 10份 溶剂30~100份含氮杂环一.φ酰氯4 21-4. 55份 其中，溶剂为N-甲基吡咯烷酮或二甲基乙酰胺；催化剂为吡啶或三乙胺； 并按下述工艺步骤及工艺参数制备 (1).高折射率聚芳硫醚砜酰胺的制备 将含砜基芳族硫醚二胺4. 64 7. 02份，催化剂I 10份依次加入到装有30 100份的溶剂的三颈烧瓶中，于温度_5 10°C搅拌溶解，将含氮杂环二甲酰氯4. 21 4. 55份加入到上述反应瓶中，于温度O 20°C下搅拌反应l_3h，继续在室温下反应6-10h，将反应粘液倒入500ml水中，即得线条状聚合物； (2).高折射率聚芳硫醚砜酰胺的纯化 将上述线条状聚合物经水洗涤，于温度100°C下干燥3h，粉碎，分别用去离子水、丙酮提纯，在温度IOCTC下干燥12h得到高折射率聚芳硫醚砜酰胺纯树脂。
3.按照权利要求I或2所述高折射率聚芳硫醚砜酰胺的制备方法，其特征在于含氮杂环二甲酰氯的制备包括以下步骤 (I)含氮杂环二甲酸的制备及纯化 将对氯甲基苯甲酸17. 05份或3，6-二氯哒嗪14. 9份或4，6-二氯嘧啶14. 9份，分别与含硫酚单体28 40份，溶剂200 600份，脱水剂30 100份，碱2 30份依次加入带有搅拌器、温度计和回流冷凝器的三颈瓶中，于温度120°C 230°C回流分水，反应2 IOh生成不同的含氮杂环二甲酸盐；将上述含氮杂环二甲酸盐溶液倒入冷水中，过滤，收集滤液，向滤液中加入lmol/L的盐酸50 300份进行酸化，得到浅黄色沉淀，将其过滤，滤饼经去离子水洗涤，除去水溶性杂质，再将滤饼溶解在2mol/L的碳酸氢钠溶液中，过滤，收集滤液，向滤液中加入lmol/L的盐酸50 300份进行酸化，将其过滤,滤饼经去离子水、乙醇洗涤，进一步除去杂质，干燥即得纯化的含氮杂环二甲酸，结构式如下HOOC-Ar-COOH 其中
4.如权利要求3所述高折射率聚芳硫醚砜酰胺的制备方法，其特征在于制备含氮杂环二甲酸盐所用的溶剂为N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、六甲基磷酰三胺、N-环己基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺或N-甲基己内酰胺中的任一种。
5.如权利要求3所述高折射率聚芳硫醚砜酰胺的制备方法，其特征在于制备含氮杂环二甲酸盐所用的脱水剂为甲苯或二甲苯。
6.如权利要求3所述高折射率聚芳硫醚砜酰胺的制备方法，其特征在于制备含氮杂环二甲酸盐所用的碱为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠或碳酸钾中的任一种。
7.如权利要求3所述高折射率聚芳硫醚砜酰胺的制备方法，其特征在于制备含氮杂环二甲酰氯所用的有机溶剂为1，2-二氯乙烷、二氯甲烷、氯仿、环己烷或正庚烷中的任一种。
8.如权利要求3所述高折射率聚芳硫醚砜酰胺的制备方法，其特征在于制备氮杂环二甲酰氯所用的酰化剂为二氯亚砜、三氯氧磷或草酰氯中的任一种。
9.如权利要求3所述高折射率聚芳硫醚砜酰胺的制备方法，其特征在于制备氮杂环二甲酰氯所用的助剂为三乙胺或吡啶。
10.如权利要求3所述高折射率聚芳硫醚砜酰胺的制备方法，其特征在于制备氮杂环二甲酰氯所用的重结晶溶剂为石油醚、甲苯、环己烷或正己烷中的任一种。
全文摘要
本发明公开了一种高折射率聚芳硫醚砜酰胺及其制备方法，其特点是将含砜基芳族硫醚二胺4.64～7.02份，催化剂1～10份依次加入到装有30～100份的溶剂的三颈烧瓶中，于温度-5～10℃搅拌溶解，将含氮杂环二甲酰氯4.21～4.55份加入到上述反应瓶中，于温度0～20℃下搅拌反应1-3h，继续在室温下反应6-10h，将反应粘液倒入500ml水中，即得线条状树脂；将上述聚合物经水洗涤，于温度100℃下干燥3h，粉碎，分别用去离子水、丙酮提纯，在温度100℃下干燥12h得到聚芳硫醚砜酰胺纯树脂。它具有分子量高、收率高、折射率高、透光性好的优点，该聚芳硫醚砜酰胺可用于高折射率光学微透镜材料。
文档编号C08G69/28GK102660017SQ20121014779
公开日2012年9月12日 申请日期2012年5月14日 优先权日2012年5月14日
发明者张刚, 张艳, 李东升, 杨杰, 王孝军, 龙盛如 申请人:四川大学