[发明专利]一种偶氮苯旋光聚合物聚丙烯酸酯的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及偶氮苯类光学化合物的制备方法。特指通过聚合反应，将具有光学活性的偶 氮材料键合到丙烯酸酯类上，制备具有热光性能的偶氮苯旋光聚合物聚丙烯酸酯材料。

背景技术

偶氮聚合物作为一类新的光电信息材料，既具有偶氮基团的光学活性，又具有高分子材 料优异的力学性能和加工性能，可广泛应用于光信息存储、光转换器件和光开关等前沿领域。 目前研究的偶氮聚合物体系主要包括：

(1)含侧链偶氮苯光学活性的聚合物体系。中国·激光，2007年，34(4)P525-529。 研究了含偶氮苯侧链型聚酰亚胺的光致变色性能.制备过程是将分散红健合到聚酰亚胺上。 侧链偶氮苯聚合物材料玻璃化温度较偶氮单体更高，热稳定性得到明显改善，且易加工成型； 且具有较高的生色团含量，分散均匀，改善了膜的光学均匀性。因此，含偶氮苯侧链型聚酰 亚胺的在光信息存储方面有广泛的应用前景，已成为光学材料领域研究的热点。

(2)主/客体掺杂型体系。华南理工大学学报，2004年，32(1)P60-64。研究了偶氮苯 生色团染料分散红与聚乙烯咔唑主客体物理掺杂。制备过程是将不同质量的偶氮苯生色团染 料与聚乙烯咔唑直接搅拌加热，所以生色团含量低的掺杂体的全光光开关性能就比较低。 光电子·激光，2004年.15(4)P454-458.研究了甲基红(MR)溶液和MR/聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA)薄膜的光致异构过程.由于这是一类主/客体掺杂体系，制备过程是采用超声波振荡等 物理共混的方法使偶氮染料分散于高分子薄膜中，因此生色团含量低、易于相分离且在高温 下，偶氮生色团容易分解和升华，不能从根本上解决偶氮染料单体自身的热稳定性差和难于 加工的问题，所以使其在实际应用中受到很多限制。

(3)含偶氮基团的小分子单体通过缩聚、加聚等反应生成的聚合物体系。Chemical Physics，1999年.Vol 245 P 473-485.研究了由偶氮单体聚合而成的功能高分子，尽管这类高 分子中偶氮基团含量高，且在高分子链上分布均匀，但偶氮单体的合成及加工成型较为困难， 且合成步骤较多，限制了其实现器件化。

发明内容

本发明提供了一种具有较好热稳定性和热光性能的偶氮苯旋光聚合物聚丙烯酸酯材料的 制备方法。利用重氮偶合反应得到偶氮苯生色分子，再与手性试剂和不同的丙烯酸单体反应， 得到偶氮苯旋光聚合物聚丙烯酸酯材料。

偶氮苯旋光聚合物聚丙烯酸酯材料的制备方法：通过重氮偶合反应，制备偶氮苯生色 团固体，即4-(4′-硝基-苯基二氮烯基)-苯胺(用NABA表示)；其中所述的偶氮苯生团的结构 式为：

分别将偶氮苯生色团和酒石酸溶解于的N，N-二甲基乙酰胺(DMAc)中，其中偶氮苯生 色团NABA与DMAc的质量比为1∶10～1∶50，优选1∶20；酒石酸与DMAc的质量比为1∶10～1∶50， 优选1∶10；其中酒石酸与NABA的质量比为1∶2～4∶1，优选2∶1；溶液混合后在55℃下搅拌反 应1～3h，在得到的溶液中加入丙烯酰氯，酒石酸与丙烯酰氯的质量比为1∶0.1～1∶2，优选为1∶2； 在N₂环境中搅拌0.5～3h，然后分别加入丙烯酸酯类单体以及引发剂偶氮二异丁腈(AIBN) (AIBN占丙烯酸酯类单体量的0.05％)，其中丙烯酸酯类单体与酒石酸的质量比为10∶1～50∶1， 最佳比为20∶1；在80℃下搅拌反应2～6小时，将得到的反应液用水和甲醇洗涤，过滤，60℃ 下真空干燥10h～80h，得到偶氮苯旋光聚合物聚丙烯酸酯材料；

其中所述丙烯酸酯类单体可以是丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲 酯等。

本发明的技术要点：本发明采用重氮偶合反应得到偶氮苯生色分子，再与手性试剂和不 同的丙烯酸单体反应，得到键合性偶氮苯旋光聚合物聚丙烯酸酯材料。制备过程简单，选择 了具有双官能基团的有机试剂丙烯酰氯，其“桥联”作用是制备得到了键合型含生色团和丙烯 酸双键的活性单体，再与丙烯酸单体在引发剂作用下，可以制备出键合型的偶氮苯旋光聚合 物聚丙烯酸酯材料。化学键的强相互作用，有效阻止了生色分子的析出和相分离，从而使聚 合物的稳定性好。

具体实施方式

下面结合实例对本发明进行详细说明，但本发明并不局限于以下实例。