專利名稱：高折射率聚芳硫醚砜酰胺及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種高折射率聚芳硫醚砜酰胺及其制備方法，屬于高分子合成領域。
背景技術：
CMOS 圖像傳感器(complementary metal oxide semiconductor (CMOS) imagesensor, CIS)是近年來發展起來的一種新型圖像傳感技術。其具有設計周期短、集成度高、抗干擾能力強、成本低、重量輕、體積小、功耗低等優點。這些優良特性使其在數字家電、醫療診斷、視頻監控、指紋識別等民用領域以及在諸如遙感成像、太陽敏感器、星敏感器等空間領域均具有廣泛的應用前景[Uryu, Y.，Asano, T. Journal ofApplied Physics (Japanese), 2002, 41，2620-2624]。雖然CIS技術得到了廣泛的關注，但其在分辨率方面的不足極大地限制了 CIS在高技術領域內的應用，目前提高CIS分辨率最為有效的途徑之一是在CIS器件內部使用微透鏡(Inner microlens)，利用微透鏡的高折射率將光信號更 有效地集中在光檢測(photodetector)上,從而增大整體器件的分辨率[Suwa, M. JournalofPhotopolymer Science Technology, 2006，19，275-276]。有機高分子材料具有低密度、耐沖擊、易加工成型等優點。考慮到儀器輕量化、小型化及制作成本等因素，有機高分子透鏡材料逐漸受到了廣泛的重視。而常見有機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(400 700nm)具有優良的透光性(微透鏡的光透過性越好，則光檢測器的信號收集效率就越高)，可用于制作微透鏡的高分子材料，迫在眉睫。

發明內容
本發明的目的是針對現有技術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，其特點是設計合成了一類既含硫醚、氮雜環同時含砜基和酰胺基團的聚合物，以期望引入高含量硫以及含氮雜環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提高材料的透光率及溶解加工性能，同時保持聚芳硫醚砜及芳族聚酰胺優良的熱性能及力學性能。(楊杰主編，聚苯硫醚樹脂及其應用，化學工業出版社，2006)本發明的目的由以下技術措施實現，其中所述原料份數除特殊說明外，均為重量份數。高折射率聚芳硫醚砜酰胺的化學反應式為
/=X
fl I KK .■■■■■—Ar—■■■■■I Ol I T I) H^N—^ h-Si-Art一Si-^ h-
—^ 十(―Ar—4一s—其中n=10_200
權利要求
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反應式為
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，將含氮雜環二甲酰氯4. 21 4. 55份加入到上述反應瓶中，于溫度O 20°C下攪拌反應l_3h，繼續在室溫下反應6-10h，將反應粘液倒入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二甲酰氯的制備包括以下步驟 (I)含氮雜環二甲酸的制備及純化 將對氯甲基苯甲酸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、溫度計和回流冷凝器的三頸瓶中，于溫度120°C 230°C回流分水，反應2 IOh生成不同的含氮雜環二甲酸鹽；將上述含氮雜環二甲酸鹽溶液倒入冷水中，過濾，收集濾液，向濾液中加入lmol/L的鹽酸50 300份進行酸化，得到淺黃色沉淀，將其過濾，濾餅經去離子水洗滌，除去水溶性雜質，再將濾餅溶解在2mol/L的碳酸氫鈉溶液中，過濾，收集濾液，向濾液中加入lmol/L的鹽酸50 300份進行酸化，將其過濾,濾餅經去離子水、乙醇洗滌，進一步除去雜質，干燥即得純化的含氮雜環二甲酸，結構式如下HOOC-Ar-COOH 其中
4.如權利要求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-環己基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺或N-甲基己內酰胺中的任一種。
5.如權利要求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二甲酸鹽所用的脫水劑為甲苯或二甲苯。
6.如權利要求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二甲酰氯所用的有機溶劑為1，2-二氯乙烷、二氯甲烷、氯仿、環己烷或正庚烷中的任一種。
8.如權利要求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二甲酰氯所用的酰化劑為二氯亞砜、三氯氧磷或草酰氯中的任一種。
9.如權利要求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二甲酰氯所用的助劑為三乙胺或吡啶。
10.如權利要求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二甲酰氯所用的重結晶溶劑為石油醚、甲苯、環己烷或正己烷中的任一種。
全文摘要
本發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，將含氮雜環二甲酰氯4.21～4.55份加入到上述反應瓶中，于溫度0～20℃下攪拌反應1-3h，繼續在室溫下反應6-10h，將反應粘液倒入500ml水中，即得線條狀樹脂；將上述聚合物經水洗滌，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、透光性好的優點，該聚芳硫醚砜酰胺可用于高折射率光學微透鏡材料。
文檔編號C08G69/28GK102660017SQ20121014779
公開日2012年9月12日 申請日期2012年5月14日 優先權日2012年5月14日
發明者張剛, 張艷, 李東升, 楊杰, 王孝軍, 龍盛如 申請人:四川大學