[发明专利]一种红外光致形变液晶高分子纳米复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种红外光致形变液晶高分子纳米复合材料，其特征在于由含有偶氮苯及其衍生物的液晶高分子和稀土发光纳米粒子复合组成；所述的液晶高分子由单体X和交联剂Y，在光引发剂或者热引发剂存在的条件下，通过光聚合反应或者热聚合反应而获得；其中：

所述单体X的结构通式为：D₁——A₁——R

所述交联剂Y的结构通式为：D₂——A₂——D₃

其中R是H，或者是C₁-C₁₈的取代或未取代的烃基或烷氧基，或者是具有极性的端基；

A₁、A₂选自如下结构式(1)--结构式(12)中的一种或两种或是三种；且A₁、A₂中至少有一个为含有偶氮苯的共轭结构；

结构式(5)--结构式(12)中B、B₁、B₂是取代或未取代的脂肪族环、芳环、稠环或杂环，或者是它们相应的衍生物；

D₁～D₃是含有聚合反应官能团结构的基团，且选自如下结构式(16)--结构式(21)中的一种：

其中R₁是H或是CH₃；R₂是H，或者在单体通式中不出现，或是C₁-C₁₈的取代或未取代的烃基或烷氧基、烷硫基、烷氨基、二烷氨基、烷酰基、烷酰氧基、烷酰胺基或烷磺酰基，或者是它们相应的衍生物。

2.根据权利要求1所述的红外光致形变液晶高分子纳米复合材料，其特征在于所述的稀土发光纳粒子材料为稀土元素镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、或钇的氟化物或氟化物钠盐或氧化物或磷酸盐或钒酸盐；或者掺杂Er，Yb/Er，Yb/Ho，Yb，Tm的稀土元素的氟化物或氟化物钠盐、氢氧化物、氧化物、复合氧化物、碳酸盐、钛酸盐、硼酸盐、磷酸盐、钨酸盐或钒酸盐。

3.根据权利要求1所述的红外光致形变液晶高分子纳米复合材料，其特征在于所述的液晶高分子中单体和交联剂的摩尔比值为99∶1-1∶99。

4.根据权利要求1所述的红外光致形变液晶高分子纳米复合材料，其特征在于所述的稀土发光纳米粒子和液晶高分子的质量比值为20∶80-0.1∶99.9。

5.根据权利要求1所述的红外光致形变液晶高分子纳米复合材料，其特征在于所述的光引发剂选自有机羰基类化合物和有机金属类化合物。

6.根据权利要求1所述的红外光致形变液晶高分子纳米复合材料，其特征在于所述的

热引发剂选自偶氮类化合物。

7.根据权利要求1、5或6所述的红外光致形变液晶高分子纳米复合材料，其特征在于所述的光引发剂或热引发剂的用量为单体与交联剂摩尔数之和的0.1％-10％。

8.如权利要求1-7之一所述的红外光致形变液晶高分子纳米复合材料的制备方法，其特征在于，由液晶高分子作为基体材料，稀土发光纳米粒子作为填充材料，采用原位聚合成型法或两步成型法制备得液晶高分子纳米复合材料；其中：

原位聚合成型法：首先将高分子聚合单体X，交联剂Y，引发剂和稀土发光纳米粒子混合均匀，将得到的混合物注入到一定形状的反应模具中或者涂膜，通过加热或光照，进行聚合反应；再脱模，得到液晶高分子纳米复合材料；

两步成型法：首先通过光聚合或热聚合制备出线性聚合物，再与交联剂Y，引发剂和稀土发光纳米粒子混合均匀，作为预混料；接着将预混料通过进一步成型加工制备出不同形状的液晶聚合物纳米复合材料。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于所得的复合材料采用光聚合或热聚合方法进行固化；其中，采用光聚合方法时，光波长为300nm-800nm，光的强度为0.1mW/cm²-20mW/cm²，光聚合时间为0.5h-48h，光聚合温度为50℃-200℃；采用热聚合方法时，热聚合时间为1h-100h，热聚合温度为20℃-200℃。

10.如权利要求1-7之一所述的红外光致形变液晶高分子纳米复合材料的使用方法，其特征在于采用红外光照射，选择红外光波长为800-2000nm的近红外波段，光功率为1-10W，使液晶高分子纳米复合材料发生形变；停止光照，使液晶高分子纳米复合材料形变回复。