一種手性偶氮聚氨酯熱光材料及其製備方法和應用的製作方法

2023-06-08 03:23:26 2

專利名稱：一種手性偶氮聚氨酯熱光材料及其製備方法和應用的製作方法
技術領域：
本發明屬於有機合成領域，涉及手性偶氮苯類化合物的製備，特別涉及一種手性偶氮聚氨酯熱光材料及其製備方法和應用。
背景技術：
近年來，偶氮類化合物作為光信息材料一直是十分活躍的一個研究方向，芳香族偶氮分子在光照射下(或在熱的作用下)會發生可逆的順-反異構，且在偏振光的作用下，能發生分子的取向重排。偶氮苯類化合物的光致各向異性、光致變色等功能，在光信息存儲、光放大、光電子學、光計算、光控分子取向、光開關、二次諧波產生、光電控制、光折變效應、集成光學等方面具有巨大的應用潛力。目前，不同偶氮聚合物成分結構及其各自的光學特性的研究可以分為以下兩類
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(I)摻雜體系，即偶氮苯單體作為獨立形式摻雜於聚合物體系內形成了偶氮苯摻雜體系。偶氮摻雜光學薄膜非線性光學特性研究，雷射與紅外，2011,41 (5):573-576.報導了採用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)作為主體材料，4-碘基-4-二甲基偶氮苯(IDMA)作為客體材料，以一定的質量比進行摻雜，製成薄膜後對其二次諧波產生(SHG)進行研究，在摻雜體系中，當偶氮染料的摻雜濃度較高時體系容易產生相分離，體系的熱穩定性不佳，因此其長時間應用將受到限制；(2)主鏈型偶氮苯聚合物、側鏈型偶氮苯聚合物，即偶氮苯生色團以化合的形式接入聚合物的側鏈或者主鏈則形成了側鏈型偶氮苯聚合物或主鏈型偶氮苯聚合物。Improvement in photo-alignment efficiency of azobenzene-containingpolyimide flms, Thin Solid Films, 2009，518:729-734.報導了主鏈中含有偶氮生色團的聚醯亞胺的製備，並對其光配向效率進行了研究，結果顯示聚合物主鏈的硬度降低，光配向效率提高，但聚合物的熱穩定性降低；含偶氮側鏈聚醯胺酸合成及其三階非線性光學性能，高校化學工程學報，2005,19
(3)=344-348.報導了以三聚氰胺(BGA)和均苯四酸二酐(PMDA)為單體，通過微波輻射溶液聚合反應，得到聚醯胺酸(PAA)，通過重氮偶合反應引入含偶氮鍵的側鏈，對合成的聚合物的三階非線性性能進行研究，結果表明，側鏈上偶氮基團的引入及其長度對提高聚合物主鏈三階非線性都具有一定的影響。

發明內容
本發明公開了一種製備具有良好熱穩定性以及熱光性能的手性偶氮聚氨酯材料的方法。本發明利用含聯苯結構的二元醇4，4』 -雙(6-羥基己氧基)聯苯(用6BP表示)與異佛爾酮二異氰酸酯(iroi)在催化劑二月桂酸二丁基錫作用下，製備異氰酸根封端的聚氨酯預聚體；再將預聚體與對羥基偶氮苯甲酸冰片酯(用AZO表示)反應，製備手性偶氮聚氨酯熱光材料。手性偶氮聚氨酯熱光材料的製備方法步驟A、分別將4，4』-雙(6-羥基己氧基)聯苯與異佛爾酮二異氰酸酯溶解於N，N』 - 二甲基甲醯胺之中，其中，4，4』_雙(6-羥基己氧基)聯苯與N，N』 - 二甲基甲醯胺的質量比為1:50 1:100，優選 1:60，異佛爾酮二異氰酸酯與N，N』 -二甲基甲醯胺的質量比為l:5(Tl:100，優選1:60 ；步驟B、滴加催化劑二月桂酸二丁基錫(Τ-12)，在氮氣氛圍中90°C攪拌反應4 5h製得聚氨酯預聚體；步驟C、向上述步驟製得的聚氨酯預聚體中加入對羥基偶氮苯甲酸冰片酯，其中對羥基偶氮苯甲酸冰片酯與異佛爾酮二異氰酸酯的質量比為1:2 2:1，優選1:1 ;步驟D、反應T4h後用6(Tl20mL甲醇洗滌，過濾，60°C下真空乾燥24h 48h。利用重氮偶合反應製備手性偶氮生色分子，即對羥基偶氮苯甲酸冰片酯(用AZO
表不)，其結構式為
權利要求
1.一種手性偶氮聚氨酯熱光材料的製備方法，是利用重氮偶合法和威廉姆遜合成法製備了手性偶氮生色分子對羥基偶氮苯甲酸冰片酯和4，4』 -雙(6-羥基己氧基)聯苯，將4，4』 -雙(6-羥基己氧基)聯苯與異佛爾酮二異氰酸酯進行聚合，得到異氰酸根封端的聚氨酯預聚體，再將對羥基偶氮苯甲酸冰片酯與聚氨酯預聚體反應，製得手性偶氮聚氨酯熱光材料。
2.根據權利要求I所述的手性偶氮聚氨酯熱光材料的製備方法，其特徵在於，所述的聚氨酯預聚體製備步驟如下 步驟A、分別將4，4』 -雙(6-羥基己氧基)聯苯與異佛爾酮二異氰酸酯溶解於N，N』 - 二甲基甲醯胺之中， 其中，4，4』 -雙(6-羥基己氧基)聯苯與N，N』 - 二甲基甲醯胺的質量比為1:5(Tl: 100，優選1:60， 異佛爾酮二異氰酸酯與N，N』 - 二甲基甲醯胺的質量比為l:5(Tl:100，優選1:60 ； 步驟B、滴加催化劑二月桂酸二丁基錫，在氮氣氛圍中90°C攪拌反應4 5h製得聚氨酯預聚體。
3.根據權利要求I所述的手性偶氮聚氨酯熱光材料的製備方法，其特徵在於，包括如下製備步驟 步驟A、向步驟2製得的聚氨酯預聚體中加入對羥基偶氮苯甲酸冰片酯， 其中對羥基偶氮苯甲酸冰片酯與異佛爾酮二異氰酸酯的質量比為1:2 2:1，優選1:1 ; 步驟B、反應3 4h後用甲醇洗滌，過濾，60°C下真空乾燥24tT48h。
4.權利要求I所述製備方法製備得到的手性偶氮聚氨酯熱光材料。
5.權利要求4所述手性偶氮聚氨酯熱光材料作為熱光材料的應用。
全文摘要
本發明屬於有機合成領域，涉及手性偶氮苯類化合物的製備，特別涉及一種手性偶氮聚氨酯熱光材料及其製備方法和應用。本發明利用含聯苯結構的二元醇4,4'-雙(6-羥基己氧基)聯苯(用6BP表示)與異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)在催化劑二月桂酸二丁基錫作用下，製備異氰酸根封端的聚氨酯預聚體；再將預聚體與對羥基偶氮苯甲酸冰片酯(用AZO表示)反應，製備手性偶氮聚氨酯熱光材料。製備過程簡單，選擇了含有手性碳原子的生色分子引入聚氨酯中，實現了聚氨酯材料的中心不對稱性，提高了聚氨酯材料的非線性性能；同時在製備聚氨酯時，選用的醇是聯苯型的二醇，剛性基團的引入有效的提高了材料的熱穩定性，為研製具有低驅動功率的新型數字熱光開關提供了可能。
文檔編號C08G18/38GK102786659SQ20121029287
公開日2012年11月21日 申請日期2012年8月17日 優先權日2012年8月17日
發明者葉飛燕, 曹智娟, 楊冬亞, 汪青, 邱鳳仙 申請人:江蘇大學