专利名称：含萘酚吡喃有交联结构的硅基光致变色弹性体的合成方法
技术领域：
本发明属于有机/聚合物材料的合成方法，具体涉及一种具有交联结构含萘酚吡喃基团的硅基光致变色弹性体的合成方法。
背景技术：
光致变色现象(Photochromism )是指一个化合物分子在受到不同波长的光福射下分子可以在具有不同光谱性质的两种分子状态之间进行可逆的变化，而这两种不同结构的分子具有不同的光谱性质，如颜色变化或吸收光谱不同。这种在光或热的作用下，化合物的分子结构能发生可逆变化的现象称为光致变色现象[1]。光致变色化合物及其聚合物是一种新型功能材料，可广泛应用于光学开关、光学存储和非线性光学等前沿领域[2_3]，其中光致变色材料还有一个众所周知的应用就是应用于变色眼镜片，萘酚吡喃是应用于变色镜片最早而且成型的光致变色材料M。由于光致变色材料具有巨大的潜在应用价值，科学工作者们在这一领域，包括新材料的设计、制备和材料的性能表征及器件的制备等方面都做了大量的工作[5]。目前报道的光致变色材料主要有螺噁嗪[6]、偶氮苯[7]、苯氧基萘并萘醌[8]、二芳基乙烯[9]、萘酚吡喃和螺吡喃_等基团。弹性体(或称为橡胶)是含有化学或物理结点的低交联程度的弹性网络结构。自从1944年纯天然和人工合成的弹性体被首次报道以来[11]，研究人员对各类弹性体的结构、性能和应用进行了广泛的研究，使得弹性体在很多方面都具有实际应用。弹性体可用于电缆外护套、流延膜、纤维、汽车内饰件、外饰件、密封用品、无纺布、包装、个人卫生用品、涂料等，此外，弹性体还可应用于医用产品，如植入式医用材料和人造肌肉等[12]。虽然普通的无定型聚合物在很多方面都有很好的应用，但也有自身应用上的不足。这些材料通常都是脆的且容易破碎，并且在某些应用上需要在很高的温度，即在聚合物的玻璃化转变温度之上才能 实现。例如，聚苯乙烯在作为致动器方面的应用时，不能在室温下进行，只能在聚合物的玻璃化转变温度以上才可以[13]。另外组织工程和药物传递方面具有潜在应用的生物降解材料如聚丙交酯、己内酯和丙交酯与乙交酯的共聚物在应用时也必须在生理稳度以上[14]。由于弹性体在常温下具有很好的柔软性，可以制备出具有弯曲等不同形状的器件，并且在常温下具有很好的加工性，正好弥补了无定型聚合物的这些不足。把光致变色基团引入到弹性体中，可以使弹性体具有新颖的性质。比如把偶氮苯基团引入到弹性体SBS中，使弹性体可以用来制备光栅和光存储[15]，在光的作用下，引入液晶偶氮苯基团的弹性体样品的形状和内部压力都会发生改变。此外，把具有液晶性质的光致变色基团引入到弹性体中可以使弹性体在光辐射的作用下发生弯曲现象，使材料即具有液晶性质又具有弹性体的特性[16]。通过自由基聚合方法把螺噁嗪和螺吡喃引入到弹性体SBS中，弹性体的拉伸能够引起光致变色消色动力学的明显变化[17]。在专利ZL201010290640.2中，我们利用原子转移自由基方法制备了含螺噁嗪和螺吡喃的光致变色弹性体，聚丁二烯嵌段和光致变色聚合物嵌段之间是通过酯基团连接的。在本申请中，我们采用含氢硅油作为软链段，以含一个聚合单元的萘酚吡喃聚合单体为光致变色功能基团，以含两个聚合单元的萘酚吡喃聚合单体为交联剂，利用氯钼酸为催化剂制备具有交联结构的硅基光致变色弹性体。目前，还未见到有关这种具有交联结构含萘酚吡喃基团的硅基光致变色弹性体的报道。这样材料的制得不仅丰富了光致变色聚合物材料的种类，也可能为聚合物功能材料提供具有鲜明特点和性能优良的光功能聚合物材料。参考文献:
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发明内容
本发明的目的是提供一种具有交联结构含萘酚吡喃基团的硅基光致变色弹性体的合成方法。 单体1、2和单体3 的合成参考文献(Xiancai Zhao, Guang Wang and Kuo Zhang,Journal of Applied Polymer Science，2012，124 (5)，4157 - 4164 和 Xiancai Zhao,Guang Wang and Kuo Zhang，Journal of Applied Polymer Science，published on line,http://onlinelibrary.wiley.com/advanced/search/results)来制备。本申请选用的萘酚吡喃聚合单体1、2、3、4的结构式如下:
权利要求
1.含萘酚吡喃有交联结构的硅基光致变色弹性体的合成方法，其特征是:在装有回流冷凝管和滴液漏斗的IOOml的三颈烧瓶中，加入1.5 2.0g的含氢硅油、25 55ml甲苯和相对于萘酚吡喃聚合单体质量的0.5 2.5%氯钼酸的溶液，通入氩气15分钟后加热，当温度上升到50 100°C时，滴加0.2 0.5g具有一个聚合单元的萘酚吡喃单体和0.2 0.4g具有交联剂作用的单体4的10 30ml甲苯的混合溶液，在I 3小时内滴完，再继续加热至回流，I 4小时后停止反应，减压蒸馏除去剩余的甲苯，剩余物溶于少量的四氢呋喃溶剂中，经三氧化二铝柱出去催化剂后在冷的甲醇中沉降2 4次得到光致变色弹性体，产物为硬度很低的固态物质，产率70 90%，其中单体结构式分别为:
2.按权利要求1所述的方法制得的具有交联结构含萘酚吡喃基团的硅基光致变色弹性体。
全文摘要
本发明属于有机/聚合物材料的合成方法，具体涉及含萘酚吡喃有交联结构的硅基光致变色弹性体的合成方法，以含氢硅油作为软链段，以含一个聚合单元的萘酚吡喃聚合单体为光致变色功能基团，以含两个聚合单元的萘酚吡喃聚合单体为交联剂，在一定的温度下，利用氯铂酸为催化剂制备具有交联结构的硅基光致变色弹性体。在制备过程中，条件反应物料配比，使光致变色单体的含量在20－50％之间，用以保证最终制得的嵌段聚合物具有弹性体的性质。目前，还未见到有关这种具有交联结构含萘酚吡喃基团的硅基光致变色弹性体的报道。这种结构的弹性体不仅具有弹性体的特性，同时具有光致变色性质，可用于柔性光学器件的制备。
文档编号C08K5/1545GK103172878SQ20121032917
公开日2013年6月26日 申请日期2012年9月7日 优先权日2012年9月7日
发明者王广, 刘龙波, 徐小涵 申请人:东北师范大学