点击化学偶联法合成光响应性偶氮侧链液晶聚合物及其性能研究

摘要

偶氮侧链液晶聚合物由于同时具有光响应性材料、液晶以及聚合物的综合性能,因此在光信息存储、非线性光学、液晶显示、分子开关及光驱动等领域显示出重要的应用前景,成为近年来国际上研究的热点。
　　 目前该类聚合物通常采用普通自由基聚合方法制备,所得聚合物分子量通常较小(数千至几万),致使其机械性能较差,大大限制了其在光学与光电器件制备中的应用。因此开发制备高分子量的偶氮侧链液晶聚合物的简便易行的新方法具有重要的意义。
　　 本研究将点击化学共价偶联法引入偶氮苯侧链液晶聚合物的制备过程,通过将含有叠氮基团的偶氮小分子化合物接枝到侧链含有炔基的聚合物上的方法,成功获得了高分子量(高达303000)与高偶氮功能度(≥97％)的光响应性偶氮苯侧链液晶聚合物。利用核磁共振(1H NMR)、傅立叶红外(FT-IR)、差示扫描量热仪(DSC)、偏光显微镜(POM)、小角X射线散射(SAXS)及紫外-可见分光光度计(UV-vis)等手段,对所得偶氮苯侧链液晶聚合物的化学结构、液晶性能以及光学异构化行为进行了系统研究。此外,我们还通过普通自由基聚合制备了一系列与上述高分子量的偶氮苯聚合物结构相同的低分子量的偶氮苯聚合物,并系统研究了分子量对聚合物性能的影响。

目录

文摘

英文文摘

第一章 前言

第一节 高分子液晶材料

1.1.1 高分子液晶简介

1.1.2 高分子液晶的应用

第二节 光致变色化合物概述

1.2.1 光致变色化合物

1.2.2 偶氮苯类化合物简介

第三节 偶氮苯侧链液晶聚合物

1.3.1 偶氮苯侧链液晶聚合物的主要应用领域

1.3.2 偶氮苯侧链液晶聚合物的合成设计

1.3.3 共价偶联法制备偶氮苯侧链聚合物的方法类型

第四节 点击化学

1.4.1 点击化学的提出

1.4.2 点击化学反应的类型

1.4.3 点击化学反应的特征

1.4.4 点击化学在高分子合成方面的应用

1.4.5 点击化学在含偶氮苯基团的功能高分子制备方面的应用

第五节 论文设计思想

第二章 光响应侧链液晶聚合物的合成

第一节 化学试剂与仪器

2.1.1 主要试剂

2.1.2 试剂处理

2.1.3 测试仪器

第二节 合成部分

2.2.1 对硝基偶氮苯酚的合成

2.2.2 B6(4-(6-溴正己氧基)-4’-硝基偶氮苯)的合成

2.2.3 叠氮化物N6(结构如图3.1)的合成

2.2.4 甲基丙烯酰氯的制备

2.2.5 甲基丙烯酸丙炔醇酯(PgMA)的合成

2.2.6 偶氮单体M6(结构如图3.1)的合成

2.2.7 低分子量的偶氮苯侧链液晶聚合物P6-F(结构如图3.1)的合成

2.2.8 聚(PgMA)的合成

2.2.9 高分子量的偶氮苯侧链液晶聚合物P6-C(结构如图3.1)的合成

第三章 结果与讨论

3.1 偶氮苯聚合物的合成路线

3.2 含三氮杂环的甲基丙烯酸酯偶氮单体的制备

3.3 点击化学共价偶联法制备偶氮苯侧链聚合物Pn-C

3.4 低分子量偶氮苯聚合物Pn-F(n=4,6,10)的合成

3.5 Pn-c(n=4,6,10)的偶氮功能度及其分子量的确定

3.6 偶氮苯聚合物的相转变行为研究

3.7 单体和聚合物的光致变色行为研究

3.7.1 光源的选择

3.7.2 偶氮单体溶液的光照异构化行为研究

3.7.3 偶氮苯聚合物溶液的光照异构化行为研究

3.8 聚合物成膜性能对比

第四章 论文总结

参考文献

致谢

个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果