[发明专利]一种近晶型偶氮苯液晶聚合物薄膜及其制备方法和手性光开关的构建

权利要求书

1.一种近晶型偶氮苯液晶聚合物薄膜的制备方法，其特征在于，步骤如下：

S1，单体Azo-A3的制备；

单体Azo-A3的结构式如下：

S2，以单体Azo-A3、DMF和AIBN为原料，利用自由基聚合反应原理制备偶氮苯聚合物Azo-PAN，将Azo-PAN溶于溶剂中，采用滴涂法制膜，得到偶氮苯聚合物薄膜；

S3，制得的偶氮苯聚合物薄膜进行退火处理，得到近晶型偶氮苯液晶聚合物薄膜。

2.根据权利要求1所述的近晶型偶氮苯液晶聚合物薄膜的制备方法，其特征在于，S1的操作过程为：

(1)将对硝基苯胺加入到盐酸溶液中得到浑浊液，将浑浊液置于冰水浴中冷却并滴加亚硝酸钠溶液，搅拌30min后浑浊液变澄清，抽滤，在0℃条件下向滤液中滴加苯酚和氢氧化钠的混合液，并使用氢氧化钠溶液将反应溶液的pH调至7.0，继续反应4h，抽滤，滤饼饼用无水乙醇重结晶，得到棕红色固体Azo-A1；

(2)将碳酸钾、碘化钾和Azo-A1加入DMF中，混合均匀，然后在搅拌条件下滴加6-氯-1-己醇，120℃反应7h，加入蒸馏水，抽滤，滤饼用无水乙醇重结晶，得到橙色固体Azo-A2；

(3)将DMAP、Azo-A2、二氯甲烷和甲基丙烯酸混合，完全溶解后，滴加DCC和二氯甲烷的混合液，30℃反应72h，反应结束后抽滤，滤液依次用稀盐酸、5％碳酸氢钠溶液和蒸馏水洗涤保留有机相并加入无水硫酸钠进行干燥，粗产物用洗脱剂过柱，将收集的橘黄色液体进行旋蒸，最后用无水乙醇重结晶得到橙色固体Azo-A3。

3.根据权利要求1所述的近晶型偶氮苯液晶聚合物薄膜的制备方法，其特征在于，S2的操作过程为：将Azo-A3和AIBN加入到聚合管中，然后加入DMF，经过冷冻、抽真空、充氮气三次循环后在70℃反应72h，反应结束后将反应液滴加到甲醇中进行沉淀，得到棕红色固体Azo-PAN，然后将Azo-PAN溶于环戊酮中，滴涂在亲水化处理的石英片上，干燥后得到偶氮苯聚合物薄膜。

4.根据权利要求1或3所述的近晶型偶氮苯液晶聚合物薄膜的制备方法，其特征在于，Azo-A3和AIBN的摩尔比为20:1，Azo-A3在反应体系中质量浓度为15％。

5.根据权利要求1所述的近晶型偶氮苯液晶聚合物薄膜的制备方法，其特征在于，S3中退火处理温度为145℃，时间为1h。

6.一种近晶型偶氮苯液晶聚合物薄膜，其特征在于，采用权利要求1所述的方法制备得到。

7.一种权利要求5所述的近晶型偶氮苯液晶聚合物薄膜的应用，其特征在于，用于构建手性光开关，具体为：采用450nm左旋圆偏振光对偶氮苯液晶聚合物薄膜照射30min，在圆二色光谱中观察到一个左旋的螺旋结构；再用450nm右旋圆偏振光对其照射40min，在圆二色光谱中观察到一个右旋的螺旋结构，可以进行多次可逆的循环。

8.一种权利要求5所述的近晶型偶氮苯液晶聚合物薄膜的应用，其特征在于，用于构建手性光开关，具体为：采用450nm圆偏振光对偶氮苯液晶聚合物薄膜照射30min，诱导出手性结构，然后采用365nm紫外光照射对手性结构进行擦除并破坏其液晶相；再通过退火处理得到偶氮苯液晶聚合物薄膜，采用450nm圆偏振光又可以诱导出手性结构，可以进行多次可逆的循环。

9.一种权利要求5所述的近晶型偶氮苯液晶聚合物薄膜的应用，其特征在于，用于构建手性光开关，具体为：采用450nm圆偏振光对偶氮苯液晶聚合物薄膜照射30min，诱导出手性结构，通过145℃退火后，可以对其手性信号进行擦除，再通过450nm圆偏振光的照射又可以诱导出手性信号，可以进行多次可逆的循环。