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新型光响应侧链液晶聚合物及聚合物网络的合成与性能研究

李新娟  
【摘要】: 偶氮分子在光照下能够发生可逆顺反异构,从而引起偶氮聚合物发生分子取向以及构象转变,使得偶氮聚合物具有优越的光学活性,同时偶氮聚合物结合了偶氮单体的光学活性和高分子材料优异的力学性能和加工性能,在光信息存储材料、非线性光学材料、液晶材料等领域都有重要的应用价值。 本文以制备新型光响应性侧链液晶聚合物和新型光响应性液晶聚合物网络为目的,设计合成了一系列含可交联基团的侧链偶氮苯液晶聚合物和一系列侧链末端含酰胺基团的偶氮苯侧链液晶聚合物,并对其液晶行为、光致变色行为进行了研究。具体内容如下: 1、设计合成了端基具有可交联基团的偶氮苯侧链液晶聚合物单体,利用自由基聚合方法成功地得到了一系列端基含琥珀酰亚胺基团的偶氮苯侧链液晶聚合物。利用DSC、TGA、POM及变温SAXS等手段对各聚合物和单体的相变行为进行了研究。结果发现,柔性间隔基的长度影响着单体和聚合物的液晶性能以及单体的反应活性。随着柔性间隔基增长,单体的反应活性也相应增加,而且只有当柔性间隔基≥6时聚合物和单体才呈现出近晶A液晶态。另外,聚合物在适宜的温度下在溶液和薄膜状态都能很容易的与己二胺发生交联反应,说明这种聚合物是一种非常有用的光响应性液晶聚合物交联网络的前驱体。另外通过UV-Vis光谱研究了聚合物THF溶液和聚合物交联薄膜在紫外灯和可见光照射下的光致变色行为。 2、设计合成了一系列含有酰胺基团并且具有不同柔性间隔基和末端链长的新型甲基丙烯酸酯类偶氮苯侧链液晶聚合物。通过DSC、TGA、POM及变温SAXS等手段对单体和聚合物性质进行了表征。随着柔性间隔基增长,聚合物的相转变温度降低。同时,随着末端链长的变化,聚合物的相转变温度发生规律性的变化。另外,聚合物的热行为和相转变行为受液晶聚合物的末端键接基团影响显著,所有末端包含酰胺基团的侧链偶氮苯聚合物在液晶温度均形成了部分穿插的双层近晶相结构。而侧链末端含酯键接基团的聚合物形成的则是单层近晶A结构。通过UV-Vis光谱研究了在紫外灯和可见光照射下聚合物的THF溶液和薄膜的光致变色行为。


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