[发明专利]一种光活性苯并噁嗪弹性体及其制备方法

说明书

本发明公开了一种光活性苯并噁嗪弹性体，该弹性体由含偶氮结构和柔性链段的苯并噁嗪单体发生开环聚合反应制得；苯并噁嗪单体由原料多聚甲醛、含偶氮结构的酚、含柔性链段的伯胺制备而成。弹性体制备方法：(1)将多聚甲醛、含偶氮结构的酚和分散介质加入反应釜中后，在25～60℃条件下搅拌10～30min，然后缓慢加入含柔性链段的伯胺；(2)体系升温至100～125℃，回流反应4～10h，分离，得到苯并噁嗪单体；(3)将苯并噁嗪单体先在160～200℃反应1～5h，然后在200～260℃反应2～4h，得到光活性苯并噁嗪弹性体。本发明苯并噁嗪弹性体既具有偶氮化合物的光活性，又具有柔性基团化合物所带来的柔韧性，同时也保留聚苯并噁嗪的应用特性，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于有机高分子材料技术领域，具体涉及一种光活性苯并噁嗪弹性体及其制备方法。

背景技术

光响应高分子材料通常含有能吸收光能的分子或官能团(如偶氮苯基团等)，在光的作用下会发生某些化学或物理反应，产生一系列结构和形态变化，从而表现特定的功能。光致形变作用是通过光诱导宏观物体产生形状变化，把光能转化为机械能的一种方式。光活性材料在紫外光和可见光的照射下能产生可逆变色效应，其特殊的光学性质在光信息储存、防伪、光控开关等光电领域具有广泛的应用前景。有机小分子化学物，不具备加工性能和力学强度。将光致变色单元与高分子材料化学键合后，可以制备具有良好耐热性和抗疲劳性的光致变色高分子材料。偶氮类化合物经紫外光照射后，其结构由顺式变为反式，在可见光或加热条件下又会变为原来的结构。利用偶氮化合物在反式结构状态时表现出来更高极性的特点，可用来制备可控制的疏水表面，基于多肽、壳聚糖、环糊精等偶氮类化合物可制备水凝胶和超分子等体系。

在材料功能化的今天，复合材料的使用尤其广泛，其中之一要数弹性体。弹性体只是在弱应力下形变显著，应力松弛后能迅速恢复到接近原有状态和尺寸的高分子材料。根据弹性体是否可塑化可以分为热固性弹性体、热塑性弹性体二大类。热塑性弹性体在常温下显示橡胶弹性，在高温下能够塑化成型。这类聚合物兼有热塑性橡胶和热塑性塑料的某些特点。热塑性弹性体高分子链的基本结构特点是它同时串联或接枝某些化学组成不同的塑料段(硬段)和橡胶段(软段)。硬段间的作用力足以凝集成微区(如玻璃化微区或结晶微区)，形成分子间的物理“交联”，软段则是自有旋转能力较大的高端性链段。常见的热塑性弹性体有：通过嵌段共聚苯乙烯类型的热塑性弹性体，主要包括SBS、氢化SBS(SEBS)、SIS和氢化SIS等，这类弹性体其弹性模量异常高，并且不随相对分子质量变化，而且苯乙烯类热塑性弹性体凭借其强度高、柔软、具有橡胶弹性、永久变形小的特点。

热塑性弹性体最大问题是不耐热，使用温度一般不超过80℃。同时，其强伸性、耐候性、耐油性、耐磨性能也存在不同程度的缺陷。热固性弹性体能有效地解决上述问题，热固性弹性体是指经加热到工艺温度或者常温就可以塑造、交联固化，或者经高温交联固化，冷却后就是成品，具有耐热性高，受压不易变形的特点。

苯并噁嗪树脂是近三十年来为数不多的成功实现产业化的高性能热固性树脂新品种，其灵活的分子设计性、低成本及独特的性能优势，使其在高性能化及功能改性方面受到较多关注。苯并噁嗪树脂在很多应用领域可替代并超越传统的热固性树脂，为功能型苯并噁嗪树脂的应用和推广奠定基础。树脂材料的精细化、多功能化和高性能化是科技和社会发展需求的必然。

发明内容

本发明的一个目的是针对现有热塑性弹性体材料存在的耐热性较差，且强伸性、耐候性、耐油性、耐磨性能有待提高等缺陷，提供一种含偶氮结构的光活性苯并噁嗪弹性体。

本发明的另一个目的是提供一种光活性苯并噁嗪弹性体的制备方法。

本发明提供的光活性苯并噁嗪弹性体由同时含有偶氮结构和柔性链段基团的苯并噁嗪单体在加热条件下发生开环聚合反应制得。该苯并噁嗪单体由原料多聚甲醛、含偶氮结构的酚、含柔性链段基团的伯胺制备而成。苯并噁嗪单体先在160～200℃反应1～5h，然后在200～260℃反应2～4h，得到苯并噁嗪弹性体。