芳香族偶氮液晶聚氨酯的制備及電光性能研究.pdf

1、芳香族偶氮液晶聚氨酯是具有特殊性能的新型功能材料，具有液晶聚氨酯和芳香族偶氮聚合物的雙重優(yōu)良特性，因而在新材料的開發(fā)研究領(lǐng)域越來越受重視。本論文旨在設(shè)計(jì)合成末端基團(tuán)為-NH2和-OH的新型的芳香族單、雙偶氮液晶基元，并設(shè)計(jì)合成新型的芳香族偶氮液晶聚氨酯，研究不同方式結(jié)合的芳香族偶氮液晶聚氨酯的熱穩(wěn)定性和光致變色性能。
　　首先，本論文以苯胺、對(duì)硝基苯胺、對(duì)苯二胺和聯(lián)苯胺為重氮化組分，分別與苯胺、N,N-二甲基苯胺和水楊酸進(jìn)行偶合反

2、應(yīng)，成功制備12種偶氮苯化合物(LCs)。FTIR證實(shí)了LCs分子的結(jié)構(gòu);TGA表明LCs具有良好的熱穩(wěn)定性;UV表明LCs在230～600 nm范圍內(nèi)對(duì)紫外可見光有良好的響應(yīng);與單偶氮化合物相比，雙偶氮化合物具有較寬的吸收范圍并且最大吸收波長紅移至可見光區(qū);LCs對(duì)365 nm的單色激發(fā)光具有良好的光致變色性，證實(shí)了偶氮基團(tuán)順反異構(gòu)化反應(yīng)為典型的一級(jí)反應(yīng);光致變色響應(yīng)時(shí)間tR最短為23.90 s，說明LCs比較適宜做光致變色材料。

3、r>　　其次，本論文以聚乙二醇(PEG400)和二苯甲烷二異氰酸酯(MDI)為原料制備聚氨酯預(yù)聚體，用末端基團(tuán)含有-NH2的偶氮苯液晶基元（對(duì)氨基偶氮苯LC1）和（對(duì)硝基偶氮苯胺LC4）對(duì)該預(yù)聚體進(jìn)行封端反應(yīng)，制備出一系列的液晶聚氨酯膜(LCPU)。FTIR證實(shí)了LCPU結(jié)構(gòu);TGA表明LCPU膜最大分解溫度均在245℃以上，具有很好的熱穩(wěn)定性;POM和XRD證明了LCPU為熱致性向列型液晶聚氨酯;UV表明LCPU在350～390 nm

4、范圍內(nèi)對(duì)紫外光有良好的響應(yīng);在LCPU中偶氮基團(tuán)順反異構(gòu)化反應(yīng)為典型的一級(jí)反應(yīng)，光致變色響應(yīng)時(shí)間tR最短為23.30 s，說明LCPU非常適宜做光致變色材料;當(dāng)n(-NCO)∶ n(-OH)為4∶3時(shí)，LCPU接觸角較大，耐水性最佳，硬度適中，綜合性能最好。
　　再次，本論文還將末端基團(tuán)為-NH2和-OH的雙偶氮液晶基元LC7、 LC9、 LC10和LC12部分取代PEG400，分別與甲苯二異氰酸酯(TDI)和MDI反應(yīng)，制備一系

5、列的主鏈型雙偶氮液晶聚氨酯(MLCPU)。FTIR證實(shí)了MLCPU的結(jié)構(gòu);TGA顯示MLCPU的失重溫度高于220℃;UV表明MLCPU均在350～450 nm范圍內(nèi)有紫外吸收;隨著偶氮基團(tuán)含量的遞增，MLCPU的最大吸收波長的藍(lán)移程度呈遞增趨勢(shì);MLCPU對(duì)365nm的單色激發(fā)光具有良好的光致變色性;UV還證明LCs反應(yīng)到MLCPU主鏈后影響順反異構(gòu)化反應(yīng)速率，消光系數(shù)明顯減小，但該反應(yīng)仍為典型的一級(jí)反應(yīng);光致變色響應(yīng)時(shí)間tR最短為5

6、9.63 s;綜上，MLCPU的光致變色響應(yīng)時(shí)間稍長，比較不適宜做光致變色材料。
　　最后，本論文以PEG400、MDI和丙烯酸羥乙酯(HEA)為原料，制備了HEA封端的聚氨酯丙烯酸酯預(yù)聚體（PUA）。再以PUA為聚合物基體、LCs為液晶小分子、HEA為活性稀釋劑和二苯甲酮(BP)為光引發(fā)劑制備聚合物分散液晶膜(PDLC)。最佳配比為PUA與HEA質(zhì)量比為1∶3，BP質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3％，液晶盒的間隙為20μm;若選用一種LC為液晶小分