[发明专利]光敏热致液晶超分子的非共价合成法

说明书

技术领域

本发明涉及一种化工技术领域的合成方法，特别是一种光敏热致液晶超分子的非共价合成法。

背景技术

功能光敏材料在液晶显示、信息储存、光开关等高新技术领域具有很广的应用价值及前景，因此新型光敏材料的开发与设计成为科学界和产业界共同关心的热点。传统制备光敏材料主要用经典的共价化学合成的方法。现已发展合成了侧链、主链和超支化等光敏高分子，但所得产物产率很低，过程繁琐，成本较高，且过程中多利用一些污染比较重的化学溶剂。与此相比，高分子中掺杂光敏小分子的方法比较简单环保，成本也较低，但掺杂方法相容性差，限制了光敏基团的含量，且感光性能不稳定，因此在各种高性能光敏功能材料的设计与合成上遇到了瓶颈。通过非共价自组装方法即通过次级作用例如H键、配位键、酸碱作用尤其离子作用进行功能材料设计，已成为当前功能材料研究的战略前沿。近来，超分子自组装研究蓬勃发展，包括高分子体系、有机无机杂化体系、生物体系等，但主要集中于溶剂中物理形态、形貌的构筑或层层杂化材料的制备，而基于分子功能化的自组装研究还刚兴起。离子组装法利用静电作用将带有相反电荷的构筑单元结合在一起，因此复合物的结构可根据需要选择合适的功能结构单元来实现，并可通过一步组装法将多种有趣的功能杂化在一起，因此可用来设计合成丰富多彩的复杂功能材料。

经对现有技术的文献检索发现，R.Canilho等在《Macromolecules》(大分子)2007年40期2882页上发表的“Comblike Liquid-Crystalline Polymers fromIonic Complexation of Dendronized Polymers and Lipids”(树枝状聚合物与脂质离子复合制备梳状液晶聚合物)，该文利用超支化氨端基阳离子聚合物与烷基磺酸钠表活剂离子复合的方法制备了梳状液晶超分子，并对所得超分子复合物的液晶相态进行了系统研究，但功能化及应用方面没有涉及；另外C.F.J.Faul等人在Adv.Mater.杂志报道了用离子自组装的方法构筑低分子量的光敏液晶超分子材料，但成膜性、耐溶剂性不如高分子材料。总之，超分子组装技术用于功能材料的设计，已越来越多地引起人们的关注，而基于离子自组装方法进行光敏热致液晶超分子的设计与合成以及光取向性能研究尚未见报道。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种光敏热致液晶超分子的非共价合成法，使其解决背景技术不足，而且还能根据需要通过调节组装体离子液晶的柔性链的长度来调控光敏超分子材料的热性能、相行为及光取向特性。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括以下步骤：

(1)称取偶氮离子液晶溶于水或极性溶剂中，搅拌使偶氮离子液晶完全溶解；

(2)称取阴离子聚电解质溶于水或极性溶剂中，搅拌，使阴离子聚电解质完全溶解，然后用氢氧化钠水溶液中和至中性；

(3)将步骤(2)制得的阴离子聚聚电解质溶液滴入到搅拌的偶氮离子液晶溶液中，滴入量按二者等摩尔正负电荷比计算确定，滴加完毕后，继续搅拌；

(4)抽滤分离步骤(3)得到的超分子产物，，并将产物在抽滤状态下多次水洗或极性溶剂洗，以完全除去未反应前组装体和生成的小分子盐，然后将分离物真空干燥。

步骤(1)中，搅拌温度为20℃-60℃，溶解后偶氮离子液晶的浓度为1g/L-20g/L。

步骤(1)中，所述偶氮离子液晶，其制备方法：首先重氮盐法制得羟基偶氮苯，然后羟基偶氮苯与二溴烷烃反应接上烷基链柔性部分，最后与三甲胺反应进行端基季铵化。所述偶氮离子液晶的柔性间隔即端铵基与偶氮苯之间的亚甲基分别为4个碳、6个碳、8个碳和12个碳。

步骤(2)中，在室温下搅拌，溶解后阴离子聚电解质浓度为5g/L-80g/L，然后用1mol/L-5mol/L的氢氧化钠水溶液中和至中性，阴离子聚电解质的分子量为20000-1000000。阴离子聚电解质为聚丙烯酸、聚乙烯苯磺酸钠等商业化聚电解质。

步骤(3)中，所述剧烈搅拌，其转速大于1000r/min；所述继续搅拌，其时间为10分钟-60分钟。

步骤(4)中，所述分离超分子产物，是指用0.45-5μm微空滤膜抽滤分离或离心分离的方法。

步骤(4)中，所述将分离物真空干燥，是指：将分离物于40℃-80℃真空干燥12小时-48小时。

本发明所用的水为二次重蒸水，极性溶剂为乙醇、甲醇或丙酮，或水与这些溶剂的混合溶剂。