[发明专利]一种超支化聚硅氧烷改性偶氮苯及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于材料合成领域，涉及一种超支化聚硅氧烷改性偶氮苯及其制备方法和应用。

背景技术

偶氮苯类化合物是一类重要的有机化工原料及中间体，在制备染料、指示剂和液晶材料等方面有着广泛的应用，其合成一直备受化学工作者的关注。偶氮苯是一种具有典型发色团的化合物，并且可以随着外界条件的改变而发生构象变化。偶氮生色团在光的作用下会发生可逆顺反异构反应，给聚合物材料带来诸如光致二向色性、光致相变以及光致分子质量迁移等特性，可用于光开关、光存储、电光调制器和集成光电子学材料等。由于其潜在的应用价值，大量有关把偶氮苯引入到高分子链的研究工作相继开展，并取得了良好的实验和应用效果。

最早报道的含偶氮苯生色团高分子光开关材料是将偶氮苯生色团化合物掺入普通高分子内形成的掺杂体。但是，在掺杂体系中，当偶氮苯的掺杂浓度较高时体系容易产生相分离，降低了体系的稳定性，而将偶氮苯生色团通过化学键键连到高分子上则可以克服这一缺点。近年，聚合物光开关材料成为研究的热点。近几年国内外学者展开对偶氮苯大量研究的结果表明，偶氮苯类高分子的多官能团化、多功能化有待进一步改善，以满足现代工业对功能材料的需求。因此，偶氮苯的改性成为偶氮苯研发的重要内容。

在本发明做出之前，中国发明专利(CN 1724512 A)公开了一种合成氢化偶氮苯类化合物的方法，其用芳香偶氮化合物在一氧化碳和水存在下，硒作为催化剂，有机碱或无机碱为助催化剂，或不加任何助催化剂，在有机溶剂中于常压进行反应，一步合成氢化偶氮类化合物的方法。

中国发明专利(CN 1810771 A)公开了一种新型偶氮苯类化合物的合成方法。它以资质的不对称氢化偶氮苯为原料，以K₃Fe(CN)₆/NaOH为氧化剂，以CH₂Cl₂为溶剂，通过氧化脱氢合成了一系列的新型偶氮苯类化合物。

中国发明专利(CN 1680288 A)公开了一种新型含偶氮苯的末端炔类化合物，其分子式中含有末端乙炔基和偶氮苯基团。

由上述现有技术可以看到，目前的偶氮苯改性技术基本只能在链式高分子中引入偶氮苯类基团，而难以采用简单易行且高效的制备方法，在保持偶氮苯原有良好的光致变色的基础上，同时引入大量的活性反应基团。因此，研制超支化聚硅氧烷改性偶氮苯具有重要的意义和应用价值。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的上述缺陷，提供一种超支化聚硅氧烷改性偶氮苯。

本发明的另一目的是提供该超支化聚硅氧烷改性偶氮苯制备方法。

本发明的又一目的是提供超支化聚硅氧烷改性偶氮苯在制备超支化聚硅氧烷改性偶氮苯与丙烯酸酯共聚乳液中的应用。

本发明的目的可通过如下技术方案实现：

一种超支化聚硅氧烷改性偶氮苯于通过如下方法制备得到：

(1)含环氧基的三烷基硅烷和无水乙醇，搅拌形成均匀的溶液，逐滴加入溶有偶氮苯的无水乙醇溶液，40-80℃下反应10-60小时，待反应结束后，将反应液减压蒸馏，得到有机硅改性偶氮苯；其中所述的溶有偶氮苯的无水乙醇溶液中偶氮苯的浓度为0.18～0.25g/mL，所述的含环氧基的三烷基硅烷：无水乙醇：溶有偶氮苯的无水乙醇溶液＝(3-6)g：(28-36)mL：(16-25)mL；

(2)取所述的有机硅改性偶氮苯，溶于无水乙醇中，并依次加入含环氧基的三烷氧基硅烷、含乙烯基的三烷氧基硅烷，搅拌形成均匀的溶液，氮气保护下升温至50-70℃，回流冷凝，逐滴加入蒸馏水，并加入氢氧化钠控制体系的pH9-11，高速搅拌保温2-10小时，反应结束后，减压蒸馏，得到超支化聚硅氧烷改性偶氮苯；其中，所述的有机硅改性偶氮苯：无水乙醇：含环氧基的三烷氧基硅烷：含乙烯基的三烷氧基硅烷：蒸馏水＝(3-7)g：(60-120)mL：(6-10)g：(7-10)g：(1-5)g。

其中，所述的含环氧基的三烷氧基硅烷选自3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己烷基)乙基三甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己烷烷基)乙基三乙氧基硅烷中的一种或多种。

所述的含乙烯基的三烷氧基硅烷选自乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三叔丁氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。

所述的偶氮苯选自4-氨基偶氮苯、对二氨基偶氮苯、对称二苯基偶氮羰酰肼中的一种或多种。

本发明超支化聚硅氧烷改性偶氮苯的制备方法，包括如下步骤：