[发明专利]一种00双折射率材料的合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种00双折射率材料的合成方法，特别涉及一种利用原子转移自由基聚合及点击化学的合成技术合成00双折射率材料。

背景技术

高分子聚合物材料与玻璃相比具有重量轻、成本低及易于加工等优点，已经被广泛应用于各种光学设备如液晶显示器(LCD)、光盘及光栅等设备。然而，由于其在制造过程或者在环境中使用，高分子材料往往表现出双折射率性质。因此需要精确的透镜或者其他手段来维持光的偏振状态。因此，十分有必要设计合成一种00双折射率材料，光通过这种材料后其偏振状态不发生改变。利用这种材料制备的膜材等设备不改变光的偏振性质，提高光的利用率。现在有的这种材料的合成技术采用二元、三元及四元体系本体传统的自由基聚合手段，通过调节不同组分比例控制反应时间加入链转移剂来合成00双折射率材料(Shuhei Iwasaki,Zen Satoh,Houran Shafiee,Akihiro Tagaya,Yasuhiro Koike.Polymer【J】.2012,53:3287-3296)。然而这种合成方法具有一定的局限性，本体自由基聚合由于存在链转移和链终止反应，不能较好的控制相对分子质量、相对分子量分布及大分子结构，其单体转化率低，容易爆聚，分子量不容易控制且相对分子质量分布不好；因而，本体自由基聚合合成出的00双折射率材料性质可控性较差。

诺贝尔奖获得者Sharpless首次提出“Click Chemistry”概念，其中较为成熟研究的是亚铜催化的叠氮与炔基之间的1,3-偶极环加成反应，具有高效率、高选择性、反应条件温和、无副产物的优点。

发明内容

本专利涉及利用原子转移自由基聚合手段及点击化学技术设计合成00双折射率材料。

本发明提供一种00双折射率高分子聚合物材料的制备方法，具体是，将两种或两种以上的可自由基聚合的单体利用原子转移自由基聚合的方法聚合反应，制备得到00双折射率高分子聚合物材料；其中，通过调整可自由基聚合的单体的摩尔比例使其总的定向双折射率和总的光弹性系数均为零。00双折射率(Zero–Zero-Birefringence)是指材料的定向双折射率(取向度)和光弹性双折射率(光弹性系数)均为0，即无双折射性质，或零双折射。通常双折射率性性质分为两种类型，第一种是定向双折射率性质(orientational birefringence)，主要由高分子材料的主链段的排布决定的；另外一种是光弹性双折射率性质(photoelastic birefringence)，由低于高分子材料的玻璃化转变温度(Tg)的弹性形变决定的。不同聚合单体分别具有不同的OB及PB性质，其正负性均有可能。通过设计合成高分子聚合物使得其所有单体的OB总和及PB总和均为零，则这种材料便展现出00双折射率的性质，光在通过这种材料时其偏振状态不发生改变。每种材料的PB及OB性质均不相同，表1给出了几种常用的用于合成00双折射率材料的单体的化学结构及其性质。

所述调整两种或两种以上的可自由基聚合的单体的比例为根据利用下述公式(1)-(3)计算获得单体的摩尔百分含量，并根据计算结果调整单体的比例：