申请/专利权人：济南大学

申请日：2019-05-10

公开（公告）日：2021-01-05

公开（公告）号：CN110054731B

主分类号：C08F222/40(20060101)

分类号：C08F222/40(20060101);C08F226/02(20060101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2021.01.05#授权;2019.08.20#实质审查的生效;2019.07.26#公开

摘要：本发明公开了一种可逆酸碱致变色的马来酰亚胺共聚物的制备方法，属于高分子合成及应用技术领域。上述方法包括：步骤1：取一定比例的马来酰亚胺（NMIs）、二烯丙基二甲胺（MDAA）和偶氮二异丁腈（AIBN）置于反应容器中，然后加入溶剂，搅拌，抽真空，然后在氮气保护下反应一段时间；步骤2：反应结束后，将上述步骤1中的反应产物转移至透析袋中透析，然后进行离心，真空干燥，得到含有不同官能团马来酰亚胺的聚合物。本发明制备了酸碱致变色的功能材料，经分析，共聚物具有出色的可逆循环稳定性，具有较好的应用前景。

主权项：1.一种可逆酸碱致变色的马来酰亚胺共聚物的制备方法，其特征在于，包括：步骤1：取摩尔比为1:1:0.02的马来酰亚胺NMIs、二烯丙基二甲胺MDAA和偶氮二异丁腈AIBN置于反应容器中，然后加入溶剂，搅拌，抽真空，然后在氮气保护下反应一段时间；步骤2：反应结束后，将上述步骤1中的反应产物转移至透析袋中透析，然后进行离心，真空干燥，得到含有不同官能团马来酰亚胺的聚合物。

全文数据：一种可逆酸碱致变色的马来酰亚胺共聚物的制备方法技术领域本发明涉及高分子合成及应用技术领域，具体涉及一种可逆酸碱致变色的马来酰亚胺共聚物的制备方法。背景技术可逆开关功能材料在数据存储、传感器、彩色显示器、建筑和建筑、医疗保健、存储器等领域的实际应用潜力使其日益受到关注。20世纪80年代以来，可逆开关功能材料的发展对环境响应、刺激敏感的开关特性提出了极大的要求。这些可逆开关功能材料中的大多数含有有机成分，在连续刺激下可进行可逆切换。然而，有些有机部分可能有毒，在固态状态下速度变化缓慢，并通过持续的外部刺激（如紫外线照射）经历老化和降解。所有这些问题极大地限制了它们的实际应用。尽管生产稳定的可逆功能材料以满足日益增长的全球需求具有重要的现实意义，但在实际应用中仍然存在着稳定性和成本等诸多挑战。发明内容针对上述现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种可逆酸碱致变色的马来酰亚胺共聚物的制备方法。本发明技术结合聚合物具有较好的稳定性特性，优异的疏水性能等以及马来酰亚胺五元环可大大提高聚合物的热稳定性的特点合成了一种新型的马来酰亚胺共聚物，并用其制备了酸碱致变色的功能材料，经分析，共聚物具有出色的可逆循环稳定性，具有较好的应用前景。为解决上述技术问题，本发明提供技术方案如下：本发明提供一种可逆酸碱致变色的马来酰亚胺共聚物的制备方法，包括：步骤1：取一定比例的马来酰亚胺、二烯丙基二甲胺和偶氮二异丁腈置于反应容器中，然后加入溶剂，搅拌，抽真空，然后在氮气保护下反应一段时间；步骤2：反应结束后，将上述步骤1中的反应产物转移至透析袋中透析，然后进行离心，真空干燥，得到含有不同官能团马来酰亚胺的聚合物。所述步骤1中，所述马来酰亚胺、二烯丙基二甲胺和偶氮二异丁腈摩尔比为：1:1:0.02。进一步的，所述步骤1中，溶剂为DMF，用量为单体总质量的1%-30%。进一步的，所述步骤1中，反应条件是65-80℃，反应10-20h。进一步的，所述步骤2中，透析袋的参数：2000gmol，透析时间10-72h。进一步的，所述步骤2中，离心条件5000-10000rmin，离心2-10min。进一步的，所述步骤2中，真空干燥条件30-60℃，干燥10-24h。上述马来酰亚胺共聚物的合成反应方程式如下：其中：R为环己基CH，苯基Ph，4-三氟甲基苯基TFMPh或2，4，6-三氯苯基TCPh。本发明具有以下有益效果：本发明中，将共聚物配成一定浓度的溶液，溶剂为DMF，形成具有颜色的透明溶液，当向液体中加入酸时，聚合物结构中的羰基氧会和氢质子结合，形成烯醇式结构，使溶液变为无色，继续向溶液中加入三乙胺时，氨基质子会和二烯丙基二甲胺五元环中的氮元素结合，羰基氧发生电子转移，形成烯醇化物式结构，导致颜色恢复。本发明技术结合聚合物具有较好的稳定性特性，优异的疏水性能等以及马来酰亚胺五元环可大大提高聚合物的热稳定性的特点合成了一种新型的马来酰亚胺共聚物，并用其制备了酸碱致变色的功能材料，经分析，共聚物具有出色的可逆循环稳定性，具有较好的应用前景。附图说明图1为本发明实施例1-4制备的马来酰亚胺共聚物的凝胶渗透色谱（GPC）图；图2为本发明实施例1-4制备的马来酰亚胺共聚物的核磁氢谱图；图3为本发明实施例3制备的马来酰亚胺共聚物稳定性分析图。具体实施方式为使本发明的实施例需要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例和附图进行详细描述。但本发明绝非限于这些例子。以下所述仅为本发明较好的实施例，仅仅用以解释本发明，并不能因此而理解为本发明专利范围的限制。应当指出的是，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。以下实施例中所用试剂除特殊说明外，均为市售产品。本发明提出了一种可逆酸碱致变色的马来酰亚胺共聚物的制备方法，具体说明如下。实施例1一种可逆酸碱致变色的马来酰亚胺共聚物的制备方法，包括：步骤1：取摩尔比为1:1:0.02的环己基马来酰亚胺、二烯丙基二甲胺和偶氮二异丁腈置于反应容器中，然后加入上述三种单体总质量的1%的DMF溶液，搅拌混合均匀，抽真空，然后在氮气保护下65℃，反应20h；步骤2：反应结束后，将上述步骤1中的反应产物转移至透析袋中透析，透析袋的参数：2000gmol，透析时间10h；然后10000rmin离心8min，60℃真空干燥10h，得到含有不同官能团马来酰亚胺的聚合物。实施例2一种可逆酸碱致变色的马来酰亚胺共聚物的制备方法，包括：步骤1：取摩尔比为1:1:0.02的苯基马来酰亚胺、二烯丙基二甲胺和偶氮二异丁腈置于反应容器中，然后加入上述三种单体总质量的10%的DMF溶液，搅拌混合均匀，抽真空，然后在氮气保护下80℃，反应10h；步骤2：反应结束后，将上述步骤1中的反应产物转移至透析袋中透析，透析袋的参数：2000gmol，透析时间72h；然后5000rmin离心10min，30℃真空干燥24h，得到含有不同官能团马来酰亚胺的聚合物。实施例3一种可逆酸碱致变色的马来酰亚胺共聚物的制备方法，包括：步骤1：取摩尔比为1:1:0.02的4-三氟甲基苯基马来酰亚胺、二烯丙基二甲胺和偶氮二异丁腈置于反应容器中，然后加入上述三种单体总质量的20%的DMF溶液，搅拌混合均匀，抽真空，然后在氮气保护下70℃，反应15h；步骤2：反应结束后，将上述步骤1中的反应产物转移至透析袋中透析，透析袋的参数：2000gmol，透析时间36h；然后70000rmin离心8min，40℃真空干燥16h，得到含有不同官能团马来酰亚胺的聚合物。实施例4一种可逆酸碱致变色的马来酰亚胺共聚物的制备方法，包括：步骤1：取摩尔比为1:1:0.02的2，4，6-三氯苯基马来酰亚胺、二烯丙基二甲胺和偶氮二异丁腈置于反应容器中，然后加入上述三种单体总质量的30%的DMF溶液，搅拌混合均匀，抽真空，然后在氮气保护下75℃，反应18h；步骤2：反应结束后，将上述步骤1中的反应产物转移至透析袋中透析，透析袋的参数：2000gmol，透析时间48h；然后80000rmin离心5min，50℃真空干燥18h，得到含有不同官能团马来酰亚胺的聚合物。对上述实施例1-4制备的可逆酸碱致变色的马来酰亚胺共聚物的凝胶渗透色谱（GPC）分析，见图1。由图中可以看出，4种聚合物均出现了一个峰，这说明得到的聚合物是一种物质，没有杂质或者其他聚合物。此外，得到的聚合物出峰时间较长，说明聚合物的分子量为低聚物的水平，经测试得到4种聚合物的分子量范围在1400-2500gmol，且分子量分布接近1.00，证明本发明成功制备可逆酸碱致变色的马来酰亚胺共聚物。并对上述实施例1-4制备的可逆酸碱致变色的马来酰亚胺共聚物的进行核磁检测，结果见图2。所用溶剂为氘代氯仿，由图2可知，化学位移在2.875ppm和3.783ppm为MDAA结构中与N元素相连的甲基的吸收峰，在3.25到4.32ppm处为与N元素相连的亚甲基的吸收峰。这证明了聚合物中有MDAA的存在。化学位移在1.04到1.87ppm，3.85ppm处为环己基中亚甲基的吸收峰，苯基、三氟甲基苯基、三氯苯基的化学位移如图2h，i，j，位于6.86到7.98ppm处。进一步证明本发明成功制备可逆酸碱致变色的马来酰亚胺共聚物。对上述实施例4制备的可逆酸碱致变色的马来酰亚胺共聚物的循环稳定性进行检测，结果见图3。图3为经过十个循环后的紫外可见光谱，由图中可以看到，经过10个循环后，聚合物的吸光度并没有降低，说明聚合物具有较好的稳定性。综上可知，本发明制备的新型的马来酰亚胺共聚物，具有出色的可逆循环稳定性，具有较好的应用前景。以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

权利要求：1.一种可逆酸碱致变色的马来酰亚胺共聚物的制备方法，其特征在于，包括：步骤1：取一定比例的马来酰亚胺（NMIs）、二烯丙基二甲胺（MDAA）和偶氮二异丁腈（AIBN）置于反应容器中，然后加入溶剂，搅拌，抽真空，然后在氮气保护下反应一段时间；步骤2：反应结束后，将上述步骤1中的反应产物转移至透析袋中透析，然后进行离心，真空干燥，得到含有不同官能团马来酰亚胺的聚合物。2.根据权利要求1所述的可逆酸碱致变色的马来酰亚胺共聚物的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，所述马来酰亚胺、二烯丙基二甲胺和偶氮二异丁腈摩尔比为：1:1:0.02。3.根据权利要求2所述的可逆酸碱致变色的马来酰亚胺共聚物的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，溶剂为DMF，用量为单体总质量的1%-30%。4.根据权利要求3所述的可逆酸碱致变色的马来酰亚胺共聚物的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，反应条件是65-80℃，反应10-20h。5.根据权利要求1所述的可逆酸碱致变色的马来酰亚胺共聚物的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，透析袋的参数：2000-4000gmol，透析时间10-72h。6.根据权利要求5所述的可逆酸碱致变色的马来酰亚胺共聚物的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，离心条件5000-10000rmin，离心2-10min。7.根据权利要求6所述的可逆酸碱致变色的马来酰亚胺共聚物的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，真空干燥条件30-60℃，干燥10-24h。

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