本发明专利技术属于高分子材料合成领域，涉及旋光偶氮苯类及聚氨酯系列化合物制备，特别涉及一种接枝型旋光偶氮聚氨酯热光材料的制备与应用。本发明专利技术用含有两个羟基的偶氮苯4-硝基-3,5-二羟基偶氮苯（NDAB）与异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）在催化剂作用下聚合，然后与(R)-3-氯-1,2-丙二醇反应制备出接枝型旋光偶氮聚氨酯热光材料。本发明专利技术制备方法简便，聚合物分子量分布均匀，薄膜表面平滑；分子中含有的手性基团使聚合物具有中心不对称性，提高了偶氮苯聚合物的非线性性能；增强了偶氮苯聚氨酯材料的热光性能和热稳定性，为研制具有低驱动功率的新型数字热光开关提供了可能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高分子材料合成领域，涉及旋光偶氮苯类及聚氨酯系列化合物制备，特别涉及一种接枝型旋光偶氮聚氨酯热光材料的制备与应用。
技术介绍
近年来，芳香偶氮聚合物热光材料成为研究热点。芳香族偶氮聚合物可显示液晶性、非线性光学性和各种光响应特性，因此偶氮聚合物是具有广泛用途的先进功能材料。其中引入手性基团的偶氮聚合物显示了更加优良的性能，如良好的存储功能、光电性能和热稳定性等。目前，不同偶氮聚合物成分结构及其各自的光学特性的研究主要分为主客体掺杂型和接枝型偶氮聚合物。从工艺条件来说，掺杂型薄膜的制备工艺简单，所成薄膜的力学性质好，但染料在薄膜中的分布欠均匀，薄膜干燥后，染料析出；与偶氮苯掺杂聚体系相比，将偶氮官能团接枝在聚合物大分子上得到偶氮侧基的聚合物大分子在分子水平上是均相体系，可以改善偶氮染料在薄膜中的分布不均匀及析出的缺点，显著地改善了薄膜的性质。·一种偶氮染料接枝聚氨酯的合成与表征，西安交通大学学报，2002.10，36(10):1024-1027。报道了偶氮染料接枝聚氨酯薄膜(HSANB/PU)以及偶氮染料与甲基丙烯酸甲酯(PMMA)共混薄膜(HSANB/ PMMA)的微观形貌，用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)扫描HSANB/ PMMA共混薄膜与HSANB/PU接枝共聚物薄膜，扫描照片显示对HSANB/ PMMA共混薄膜而言，在SEM照片中有大量线团状物质，产生相分离；对HSANB/ PU接枝共聚物薄膜而言，在TEM照片中薄膜表面很均匀、平滑，染料和PU是均相的。对两种薄膜进行热分析，TGA谱图显示，纯HSANB染料从200 °C开始大规模分解，而HSANB/ PU共聚物直到260 °C才开始大规模分解，分解温度比纯染料提高了 60 0C ,可见接枝共聚能够显著提高偶氮染料的热稳定性。乙基纤维素接枝偶氮苯聚合物的合成与研究，功能材料，2007，4(38):583-585。报道了对乙基纤维素接枝型偶氮苯聚合物的分子量分布测试，GPC曲线为单峰表明该接枝型聚合物分子量分布均匀，接枝型聚合物的分子量分布指数数值表明该聚合反应有活性/可控特点；文章中还报道了对于一般接枝型聚合物，其较高的接枝密度使侧链间排斥作用增强，从而导致主链出现一定程度的延展性。
技术实现思路
本专利技术公开了一种具有良好热光性能和热稳定性的接枝型旋光偶氮聚氨酯材料的制备方法，是用含有两个羟基的偶氮苯4-硝基-3，5- 二羟基偶氮苯(NDAB)与异佛尔酮二异氰酸酯(iroi)在催化剂作用下聚合，然后与(R)-3-氯-1，2-丙二醇反应制备出接枝型旋光偶氮聚氨酯热光材料。本专利技术所述的制备步骤包括:A、在装有搅拌器、回流冷凝管的三口烧瓶中，将4-硝基-3，5-二羟基偶氮苯(NDAB)和异佛尔酮二异氰酸酯(II3DI)溶于N，N’ - 二甲基甲酰胺(DMF)中，其中，所述的NDAB与DMF的质量比为1:25 1:100，优选1:58 ;所述的IPDI与DMF的质量比为1:20 1:100，优选1:34 ； B、向反应体系内滴加催化剂，在氮气氛围中8(T85°C搅拌2 4h，其中，所述的催化剂可以是三亚乙基二胺、二丁基二月桂酸锡或二甲基乙醇胺中的一种，优选二丁基二月桂酸锡，其用量为NDAB和IPDI总质量的0.3^0.9% ； C、继续加入(R)-3-氯-1，2-丙二醇揽拌均勻,其中，所述的(R)-3-氯-1，2-丙二醇与IPDI质量比为1: f 1:4，优选1:2 ； D、升温至85°C反应3 4h后用甲醇洗涤三次，过滤，5(T60°C下真空干燥48 72h。旋光性及热光系数的测定详见实施例。 本专利技术得到新型旋光偶氮聚氨酯材料，具有较高的热光系数( / /Π，较有机材料如聚苯乙烯(-1.23 X IO4r-1)和聚甲基丙烯酸甲酯(-1.20 X IO4oC ―1)大；跟无机材料相比，如硼硅酸盐玻璃(4.1 X IOfre ―1)、硅酸锌玻璃(5.5 X IOfre ―1)和二氧化硅玻璃(10.8 X IOfre ―1)等，是其热光系数的10倍以上；该材料为研制具有低驱动功率的新型数字热光开关提供了可能。本专利技术所用的试剂中，异佛尔酮二异氰酸酯(iroi)由上海溶溶化工有限公司提供；(R) -3-氯-1，2-丙二醇由上海Adamas试剂有限公司提供；N，N’- 二甲基甲酰胺(DMF)，盐酸，甲醇，二月桂酸二丁基锡(T-12)，三亚乙基二胺，二甲基乙醇胺由国药集团化学试剂有限公司提供。以上试剂均为分析纯。有益效果 本专利技术制备方法简便，聚合物分子量分布均匀，薄膜表面平滑；分子中含有的手性基团使聚合物具有中心不对称性，提高了偶氮苯聚合物的非线性性能；增强了偶氮苯聚氨酯材料的热光性能和热稳定性，为研制具有低驱动功率的新型数字热光开关提供了可能。具体实施例方式下面结合实施例对本专利技术进行详细说明，以使本领域技术人员更好地理解本专利技术，但本专利技术并不局限于以下实施例。实施例1在装有搅拌、回流冷凝管的250mL三口烧瓶中，将1.605g的4-硝基-3，5- 二羟基偶氮苯(NDAB)和2.823g异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)溶于75.9g的N，N’ -二甲基甲酰胺(DMF)，并加入二月桂酸二丁基锡(T-12) f 2滴作为催化剂，在氮气氛围中80°C下搅拌反应4h ;再加入1.412g的R-3-氯-1，2-丙二醇，升温至85°C继续反应3h后用甲醇洗涤三次，过滤，50°C下真空干燥72h，得到棕红色的手性偶氮聚氨酯材料(CAZ0PU-1)。实施例2 在装有搅拌、回流冷凝管的250mL三口烧瓶中，将1.05g的4-硝基-3，5- 二羟基偶氮苯(NDAB)和1.475g异佛尔酮二异氰酸酯(iroi)溶于47.44g的N，N’ - 二甲基甲酰胺(DMF)，并加入二月桂酸二丁基锡(T-12) f 2滴作为催化剂，在氮气氛围中80°C下搅拌反应4h ;再加入1.105g的R-3-氯-1，2-丙二醇，升温至85°C继续反应4h后用甲醇洗涤三次，过滤，50 0C下真空干燥72h，得到棕红色的手性偶氮聚氨酯材料(CAZOPU-2 )。实施例3 在装有搅拌、回流冷凝管的250mL三口烧瓶中，将1.305g的4-硝基-3，5- 二羟基偶氮苯(NDAB)和1.937g异佛尔酮二异氰酸酯(iroi)溶于77.79g的N，N’ - 二甲基甲酰胺(DMF)，并加入三亚乙基二胺广2滴作为催化剂，在氮气氛围中80°C下搅拌反应3h ;再加入1.291g的R-3-氯-1，2-丙二醇，升温至85°C继续反应3h后用甲醇洗涤三次，过滤，60°C下真空干燥72h，得到棕红色的手性偶氮聚氨酯材料(CAZ0PU-3)。实施例4 在装有搅拌、回流冷凝管的250mL三口烧瓶中，将1.305g的4-硝基-3，5- 二羟基偶氮苯(NDAB)和2.223g异佛尔酮二异氰酸酯(IH)I)溶于73.94g的N，N’ - 二甲基甲酰胺(DMF)，并加入二月桂酸二丁基锡(T-12) f 2滴作为催化剂，在氮气氛围中80°C下搅拌反应4h ;再加入1.105g的R-3-氯-1，2-丙二醇，升温至85°C继续反应3h后用甲醇洗涤三次，过滤，50°C下真空干燥48h，得到棕红色的手性偶氮聚氨酯材料本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种接枝型旋光偶氮聚氨酯热光材料的制备，其特征在于，用含有两个羟基的偶氮苯4?硝基?3,5?二羟基偶氮苯（NDAB）与异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）在催化剂作用下聚合，然后与(R)?3?氯?1,2?丙二醇反应制备出接枝型旋光偶氮聚氨酯热光材料。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：邱凤仙，叶飞燕，杨冬亚，陈彩红，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：
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