[发明专利]一种光-温度双重响应的高分子凝胶及其制备方法

说明书

本发明公开了一种光‑温度双重响应的高分子凝胶。所述高分子凝胶由两组分组成，组分一为侧链型偶氮苯聚合物，组分二为有机溶剂；两组分通过加热法制备成高分子凝胶，此凝胶除了有温敏性之外，由于合成的聚合物含有偶氮苯基团，所以具有良好的光响应，在紫外光下发生凝胶解缔，在可见光的照射下可以迅速恢复凝胶结构。本发明制备过程简单，成本低廉，不需要特殊设备，能制备多种有机溶剂凝胶和多种混合的有机溶剂凝胶，适用于工业化生产。制备出的有机凝胶有着优良的热稳定以及光响应性能，在一些光敏光控开关领域有着可观的前景。

技术领域

本发明涉及超分子技术领域，具体涉及一种侧链型偶氮苯聚合物与有机溶剂形成的光-温度双重响应的高分子凝胶材料及其制备方法。

背景技术

凝胶因子在有机溶剂中通过非共价键自组装形成一种三维网络空间结构，在网络结构中分散着有机溶剂的液体，这种特殊的分散体系称为有机凝胶。近些年来，对于智能响应凝胶材料的研究越发热门，这类凝胶材料对于外界的刺激(例如温度，PH值，光，电，磁等)能够做出迅速的响应，在其中光响应有着准确，响应快的特点，备受科研工作者的青睐。而在光响应凝胶的研究过程中，科研工作者发现其中的偶氮苯类凝胶因子对于光的响应十分优越且迅速。偶氮苯类化合物对于光的响应主要是由于在不同光波长下其分子内的-N＝N-基团会发生由trans→cis或cis→trans的构型转变。故将偶氮苯基团引入高分子凝胶体系中制备出具有光响应和温度响应的凝胶。

复旦大学的中国专利(CN101870675A)将凝胶化合物与二胺或多胺分别按所含羧酸基团和伯胺基团以1:1当量进行混合，在有机溶剂中加热至溶解状态，冷却至室温后形成凝胶，该凝胶化合物是以萘酐为发色团的烷链羧酸。这种凝胶化合物虽然合成简单，但是化合物不具有凝胶的特性，不能单独在有机溶剂里凝胶，只能与二胺或多胺混合之后的混合物才具有凝胶性质，应用非常局限，不能满足工业化生产的需求。

吉利大学的中国专利(CN102702020A)公开了两种偶氮基团取代的Na-(4-氧代-4-氨基)丁酰基-N-十二烷氧基-L-缬氨酰胺小分子凝胶因子，其制备方法为将小分子化合物与有机溶剂共混之后加热完全溶解，冷却至室温得凝胶。此类凝胶因子可以使多种有机溶剂凝胶，但是，小分子化合物的制备过程长且繁琐，在实际操作的过程中困难大，成本高，难以实现大规模的工业化生产。