新型偶氮光敏聚合物的设计、合成及表征

论文摘要

本实验通过分子设计,首先得到一系列含有具有光响应性的偶氮苯基单体,通过适当的反应得到了新型偶氮功能化交联聚合物。实验设计合成具有双官能度偶氮苯基反应基本单元,4,4’-二羟基偶氮苯（ABP）及4,4’-二-n-羟基-n-烷氧基偶氮苯（ABDHn）,通过红外光谱（IR）、核磁共振法（1HNMR）、差示扫描量热法（DSC）及紫外可见光谱分析单体的结构、热性能和光致响应性。基于所制备的偶氮苯基反应单元进一步合成制备具有二双键的交联型单体,4,4’-二-（丙烯酸酯基）偶氮苯（ABME）以及4,4’-二-[（丙烯酸-n-酯基）-n-烷氧基]偶氮苯（ABDMEn）,并通过其与单双键丙烯酸酯基单体共聚得到一系列交联型偶氮功能化聚合物。单体和聚合物通过红外光谱和核磁共振法分析结构；DSC法表征热性能；紫外可见光谱分析光致响应性。聚合物热性能研究显示,所得的交联型共聚物全部为无定形聚合物；当交联单体种类相同时,随着共聚物中偶氮基团含量比例的升高,Tg呈逐渐上升趋势；当交联单体浓度相同时,随着交联单体结构中柔性链段的增多,聚合物的Tg有一定程度的下降。聚合物紫外光谱研究显示,所得聚合物溶液可发生光致异构和热致异构,当失去紫外光照射时,亦可发生异构回复现象。同样,由所制备的偶氮苯基反应单元反应得到具有二环氧基的单体4,4’-二缩水甘油醚偶氮苯（ABDF）、四N-叔丁氧羰基的单体4,4’-二-{[N1, N2-双（叔丁氧羰）-L赖氨酸酯基]-n-烷氧基}偶氮苯（Boc-ABDLn）和四氨基的单体4,4’-二-[（L-赖氨酸酯基）-n-烷氧基]偶氮苯（NH2-ABDn）。单体采用红外光谱和核磁共振分析结构,DSC法表征熔点,紫外可见光谱分析光致异构现象。单体其中Boc-ABDLn和NH2-ABDn未见文献报道。采用DSC法尝试进行单体NH2-ABDn和AB DE的固化反应,最终得到10℃/min升温固化曲线,并通过红外光谱验证了固化反应的进行。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 偶氮苯基化合物的异构机理
• 1.3 偶氮功能化聚合物研究现状
• 1.3.1 掺杂型偶氮功能化聚合物
• 1.3.2 侧链型偶氮功能化聚合物
• 1.3.3 主链型偶氮功能化聚合物
• 1.3.4 交联型偶氮功能化聚合物
• 1.4 本课题研究的目的及意义
• 1.5 本课题主要研究内容
• 第二章 含偶氮苯基团单体的合成及表征
• 2.1 实验试剂及仪器设备
• 2.2 测试方法
• 2.3 单体的合成
• 2.3.1 4,4’-二羟基偶氮苯的制备
• 2.3.2 4,4’-二-n-羟基-n-烷氧基偶氮苯的制备
• 2.4 结果与讨论
• 2.4.1 反应工艺的确定
• 2.4.2 化合物结构表征
• 2.4.3 化合物的热性能分析
• 2.4.4 化合物的紫外-可见吸收光谱
• 2.4.5 Trans-Cis构型对单体性质的影响
• 2.5 本章小结
• 第3章 偶氮苯基交联聚丙烯酸酯的制备及研究
• 3.1 原料和试剂
• 3.2 测试方法
• 3.3 合成路线
• 3.4 单体及聚合物的合成工艺
• 3.4.1 含偶氮苯基双丙烯酸酯单体的制备
• 3.4.2 含偶氮苯基交联聚合物的制备
• 3.5 结果与讨论
• 3.5.1 反应工艺的确定
• 3.5.2 含偶氮苯基双丙烯酸酯单体的结构和热性能分析
• 3.5.3 含偶氮苯基双丙烯酸酯单体的光响应分析
• 3.5.4 聚合物的结构分析
• 3.5.5 聚合物的热性能分析
• 3.5.6 偶氮交联聚合物的光响应分析
• 3.6 本章小结
• 第4章 偶氮苯基交联单体的合成及固化研究
• 4.1 原料和试剂
• 4.2 测试方法
• 4.3 合成路线
• 4.4 合成工艺
• 4.4.1 环氧基偶氮单体的合成
• 4.4.2 N-Boc基偶氮苯单体的合成
• 2基偶氮苯单体的合成'>4.4.3 NH₂基偶氮苯单体的合成
• 4.5 结果与讨论
• 4.5.1 单体工艺选择
• 4.5.2 环氧基偶氮单体结构、热性能和紫外吸收分析
• 4.5.3 N-Boc基偶氮苯单体的结构和热性能分析
• 2基偶氮苯单体结构、热性能和紫外吸收分析'>4.5.4 NH₂基偶氮苯单体结构、热性能和紫外吸收分析
• 4.5.5 环氧基与伯胺的固化反应
• 4.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间所发表及收录的论文
• 致谢