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主链型偶氮聚合物的制备、结构和性能研究

牛永生  
【摘要】:偶氮聚合物既具有偶氮基团的光学活性,又具有高分子材料优异的力学性能和加工性能,因此在光信息存储材料、非线性光学材料、液晶材料、生物分子活性光调控、纳米材料等领域具有重要的应用价值。本文在分析有关偶氮化合物的合成、偶氮聚合物的合成、研究和应用资料的基础上,针对主链型偶氮聚合物在光机械效应、光生物活性调控及光致变色材料等方面的应用,系统的研究了偶氮聚酰胺、偶氮聚氨基脲、含偶氮基团聚碳酸酯的制备工艺、结构及性能。获得了以下的研究成果: (1) 以对硝基苯甲酸,间硝基苯甲酸、2-氯-4-硝基苯甲酸和3-甲基-4-硝基苯甲酸为原料,葡萄糖作还原剂,氯化亚砜作酰化剂,合成了偶氮苯-4,4’-二甲酰氯、偶氮苯-3,3’-二甲酰氯、3,3’-二氯-偶氮苯-4,4’-二甲酰氯和2,2’-二甲基-偶氮苯-4,4-二甲酰氯;以间硝基苯甲酰肼为原料,硼氢化钠为还原剂,合成了3,3’-偶氮苯二甲酰肼。 (2) 用红外光谱、~1HNMR和元素分析对偶氮苯二甲酰氯和3,3’-偶氮苯二甲酰肼的结构进行了表征。2,2’-二甲基-偶氮苯-4,4’-二甲酰氯和3,3’-偶氮苯二甲酰肼未见文献报道。 (3) 以4,4’-双(4-氨基苯氧基)二苯砜和偶氮苯二甲酰氯为原料,通过低温溶液缩聚合成了四种含醚键砜基偶氮聚酰胺。优化了聚合工艺条件,偶氮聚酰胺的特性粘度在0.82~1.12(dl.g~(-1))之间。 (4) 用红外光谱、~1HNMR和元素分析表征了含醚键砜基偶氮聚酰胺的结构。结果表明,醚基和砜基的引入提高了聚合物在有机溶剂中的溶解性。TGA和DSC数据说明了合成的偶氮聚酰胺具有较高的热稳定性。用UV-Vis光谱表征了聚2,2’-二甲基-偶氮苯-4,4’-二甲酰4,4’-双(4-氨基苯氧基)二苯砜(PMPAB-BAPS)在N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)中的光致变色性能。在365nm紫外光照下,聚合物发生了从反式-顺式的光异构化转变,25min达到平衡状态;25℃避光保存,PMPAB-BAPS又发生了顺式-反式的回归异构化反应,经过65h,完全恢复。升高温度,热回复异构化反应加快。 (5) 以2-三氟甲基-4,4’-二胺基二苯甲醚和偶氮苯-4,4’-二甲酰氯、偶氮苯-3,3’-二甲酰氯、3,3’-二氯-偶氮苯-4,4’-二甲酰氯、2,2’-二甲基-偶氮苯-4,4-二甲酰氯为原料,通过低温溶液缩聚合成了四种含三氟甲基的偶氮聚酰胺。偶氮聚酰胺


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