偶氮苯功能化超支化聚酯的合成及光致变色性能

摘要

偶氮苯化合物在光或热学的作用下可以发生顺-反异构化，有望作为新型高密度、可擦写的光盘记录介质。 本文通过重氮偶合法和Williamson反应合成了带有活性官能团的偶氮苯化合物：以对硝基苯胺、对氰基苯胺等为主要原料合成了对硝基偶氮苯酚(Ⅰ)和对氰基偶氮苯酚(Ⅲ)；以(Ⅰ)和(Ⅲ)、环氧氯丙烷等经过Williamson反应合成了对硝基偶氮苯缩水甘油醚(Ⅱ)和对氰基偶氮苯缩水甘油醚(Ⅳ)。用熔点分析、红外分析、核磁共振、元素分析等表征了化合物的结构；通过酸酐和环氧化合物的交替开环聚合制备了两种超支化聚酯；以摩尔比为2：1的丁二酸酐、环氧丙醇为原料，四乙基溴化铵为催化剂，合成了分子链末端为羧基的超支化聚酯(HBP-1)，以摩尔比为1：1的偏苯三酸酐(TMA)和环氧氯丙烷(ECH)为原料，四乙基溴化铵为催化剂，合成了分子链末端为羧基的超支化聚酯(HBP-2)。用FT-IR、<'1>H-NMR、<'13>C-NMR、GPC等对超支化聚酯进行了表征；HBP-1GPC其相对PS的分子量为2213，分子量分布指数为1.69；HBP-2相对PS的分子量为1413，分子量分布指数为1.77；利用对硝基偶氮苯缩水甘油醚(II)的环氧基团分别与两种全羧基型的超支化聚酯HBP-1、HBP-2的羧基的开环反应制备了对硝基偶氮苯功能化的超支化聚酯f-HBP-1、f-HBP-2，用了FT-IR、UV/Vis、<'1>H-NMR、DSC、GPC等表征了化学结构。 研究了对硝基偶氮苯缩水甘油醚(Ⅱ)、偶氮苯功能化的超支化聚酯f-HBP-1和f-HBP-2在紫外光诱导下的顺反异构化，结果表明：它们在紫外光诱导下均能发生光致变色，超支化聚酯f-HBP-1与f-HBP-2中的偶氮苯功能单元的活动性被超支化大分子结构限制了，光致变色速率都要比偶氮苯小分子的小；在溶液中f-HBP-2超支化结构对偶氮苯功能基团光致变色性能影响不大，光异构化比例和偶氮苯小分子的接近。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章前言

1.1光致变色材料

1.1.1光致变色概述

1.1.2光致变色材料的定义与作用机理

1.1.3光致变色材料的用途及意义

1.1.4存储介质的基本条件与要求

1.1.5光致变色存储材料的类型

1.2光致变色的偶氮化合物

1.2.1偶氮化合物的结构和性质

1.2.2光致变色偶氮苯液晶高分子

1.2.3偶氮苯聚合物光致表面调制效应(光诱导表面形貌)

1.3高支化聚合物

1.4高支化偶氮苯聚合物

1.4.1偶氮苯位于中心的树枝状大分子

1.4.2偶氮苯位于枝链的树枝状大分子

1.4.3偶氮苯位于外围的树枝状大分子

1.5本论文的研究思想

第二章实验部分

2.1试剂及处理

2.2偶氮苯单体的合成

2.2.1对硝基偶氮苯酚(Ⅰ)的合成

2.2.2对硝基偶氮苯缩水甘油醚(Ⅱ)的合成

2.2.3对氰基偶氮苯酚(Ⅲ)的合成

2.2.4对氰基偶氮苯缩水甘油醚(Ⅳ)的合成

2.2.5二(N, N'羟乙基)苯胺(Ⅴ)的合成

2.2.6 4-硝基-4'-二(N，N'羟乙基)氨基偶氮苯(Ⅵ)的合成

2.3超支化聚酯的合成

2.3.1全羧基超支化聚酯(HBP-1)的合成

2.3.2全羧基超支化聚酯(HBP-2)的合成

2.4偶氮苯功能化超支化聚酯的合成

2.4.1偶氮苯功能化超支化聚酯(f-HBP-1)的合成

2.4.2偶氮苯功能化超支化聚酯(f-HBP-2)的合成

2.5分析测试方法

第三章偶氮苯功能化超支化聚酯的合成与表征

3.1偶氮苯单体的合成与表征

3.1.1偶氮苯单体的合成

3.1.2偶氮苯单体的表征

3.2全羧型超支化聚酯的合成与表征

3.2.1全羧型超支化聚酯HBP-1的合成与表征

3.2.2全羧型超支化聚酯HBP-2的合成与表征

3.3偶氮苯功能化聚合物的合成与表征

3.3.1 f-HBP-1的合成与表征

3.3.2 f-HBP-2的合成与表征

第四章光致变色性能研究

4.1实验部分

4.1.1仪器

4.1.2测试方法

4.2结果与讨论

4.2.1偶氮苯小分子(Ⅱ)的光致异构化

4.2.2偶氮苯功能化聚酯(f-HBP-1)的光致异构化

4.2.3偶氮苯功能化聚酯(f-HBP-2)的光致异构化

第五章结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢