[发明专利]一种光致变色的超支化偶氮聚酰胺及其制备方法

说明书

本发明提供一种光致变色的超支化偶氮聚酰胺及其制备方法，以4,4'‑二氨基偶氮苯，均苯三甲酸为原料，首先将均苯三甲酸转化成均苯三甲酰氯，然后利用酰氯基团与氨基的反应活性通过低温溶液缩聚法合成超支化偶氮聚酰胺。使其既有偶氮基团的光学活性，又有聚酰胺类物质好的热力学稳定性和优异的加工性能，并采用UV‑Vis光谱研究了合成偶氮聚合物的光致异构特性及光致反‑顺异构化动力学。

技术领域

本发明涉及化学高分子材料研究制备领域，具体涉及一种光致变色的超支化偶氮聚酰胺及其制备方法。

背景技术

超支化聚合物是一种具有三维尺寸树枝状结构及大量分子内空隙的高度支化聚合物，以其独特的结构，优良的性能成为高分子化学领域的研究热点。与树枝状聚合物相比,超支化聚合物的几何外形没有树枝状大分子规则,呈准球形分子结构,分子量分布较宽,几何异构体多，但它具有与树枝状聚合物相似特性,如粘度低,溶解性高等,此外它成膜性好,合成工艺简单,成本低,有利于规模生产,因此超支化聚合物具有重要的理论研究意义并有广阔的应用前景。

偶氮类聚合物作为一类新型的光电信息功能材料,是目前国内外研究的热点，由于其优异的光致异构，光诱导取向等光学活性使其在光信息存储、光电子学、分子开关、液晶材料、非线性光学材料等领域具有广大的应用前景。

在诸多影响偶氮聚合物光致反-顺异构效应的因素中，偶氮苯基团偶极间的静电相互作用是主要因素之一，已知的偶氮聚合物的光致反-顺异构效应的效率不高，使得其光学性能也不够显著，而且已知的偶氮聚合物的机械加工性能和热稳定性较差，克服这些阻碍，才使得偶氮聚合物在光电信息功能材料上能够具有更实际高效的用途。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有较好的光学性能、热稳定性和机械加工性能的光致变色的超支化偶氮聚酰胺及其制备方法。

本发明提供了一种光致变色的超支化偶氮聚酰胺，其结构式如下：

其中，所述超支化偶氮聚酰胺的重均分子量Mw＝4250，分子量分布D＝1.70。本发明的另一目的是提供一种光致变色的超支化偶氮聚酰胺的制备方法，包括如下步骤：

S1:在第一烧瓶中加入浓度为0.10mol的均苯三甲酸和100ml的氯化亚砜，然后滴加的催化剂，将烧瓶进行油浴，使烧瓶缓慢升温至75℃，在催化剂的保护下，进行10个小时的反应后，将烧瓶内的液体冷却至室温，先常压蒸馏出体系未反应的氯化亚砜，而后再减压蒸馏得到均苯三甲酰氯；

S2：在冰浴和氮气氛条件下，第二烧瓶中加入均苯三甲酰氯和氯化锂，并溶于2.0mL干燥的溶剂N,N-二甲基乙酰胺中，搅拌使其充分溶解，经过30分钟的反应后，分别加入0.06mL的缚酸剂吡啶和适量的4,4'-二胺基偶氮苯，进行搅拌，2个小时的反应后，将烧瓶从冰浴中取出，置于室温条件下反应12个小时后，将反应液在搅拌下倒入由无水甲醇和水组成的混合液中，静置析出沉淀得到滤饼，所得滤饼分别用甲醇、水洗涤，进行离心沉淀，同样的方法分离3至5次后，在压力为0.08kPa和温度为60℃真空干燥箱中干燥64个小时，得到超支化偶氮聚酰胺。

优选的，所述催化剂为N,N-二甲基甲酰胺。

优选的，所述滴加的催化剂为1ml。

优选的，加入烧瓶中的所述均苯三甲酸的质量为21克，减压蒸馏得到的所述均苯三甲酰氯为26克。

优选的，所述混合液中，无水甲醇和水的容积比为1:1。

优选的，所述加入第二烧瓶中的苯三甲酰氯为0.125克，所述加入第二烧瓶中的氯化锂为0.03克。

优选的，所述4,4'-二胺基偶氮苯的用量根据反应物均苯三甲酰氯中酰氯基团与4,4'-二氨基偶氮苯中氨基摩尔比N_-COCl/N_-NH2的量所确定。