[發明專利]含偶氮基團和熒光基團的聚芳醚材料及其制備方法和應用

無效

• 申請號: 200910066522.0
• 申請日: 2009-02-13
• 公開（公告）號: CN101486793A
• 公開（公告）日: 2009-07-22
• 發明（設計）人: 姜振華;陳興波;張海博;劉佰軍;關紹巍;張靜靜
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: C08G65/48
• 分類號: C08G65/48;C08K5/41;C08K5/19;C08K5/3437;C08J5/18;C09K9/00;G02B5/18
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司
• 代理人: 王恩遠

技術領域

本發明屬于高分子材料制備領域，具體涉及到主客體型含有偶氮基團和熒光基團的聚芳醚材料、該偶氮熒光聚芳醚的制備方法及在制備表面起伏光柵和熒光圖案方面的應用。

背景技術

聚芳醚是一類性能優異的特種工程塑料，具有耐熱等級高、耐輻射、沖擊強度高、耐磨性和耐疲勞性好、阻燃、電性能優異等特點。廣泛應用于航空航天、機械、化工和微電子等許多領域。近年來隨著材料科學的飛速發展，對高性能聚合物材料的進一步功能化成為一個新的研究方向，而將高分子材料功能化的一個最主要的手段就是將具有功能性的基團引入到聚合物當中。含偶氮基團高分子材料具有光響應特性，因而使其應用廣泛，可作為光開關材料，光存儲材料，光折變材料等。該類型偶氮聚合物薄膜在偏振干涉激光照射下可以形成表面起伏光柵圖案(A.Natansohn等Chem.Rev.2002，102，4139.)。近年來，微納米圖案化的熒光材料在光子學、光電子學、全光顯示器以及其他相關領域有廣闊的應用前景，引起了人們廣泛的關注(N.Lu等Adv.Mater.2007，19，2119；U.S.Pat.No.5,871,709；中國專利CN?1844300A)。為了得到圖案化的熒光材料，科技工作者發明了很多技術和方法，如微接觸印刷法、微納米熱壓印法、噴墨打印法、掩膜蒸鍍法和干法刻蝕等。然而大多數的方法需要借助復雜的儀器與技術，并且需要多步才能實現熒光分子的圖案化，同時所得到的圖案是不可逆的。這在一定程度上限制了它們的大規模使用。Ishow等第一次通過將全息技術與熒光技術結合來制備了可逆的熒光微圖案(E.Ishow等J.Am.Chem.Soc.2007，129，8970-1.)。他們通過真空蒸鍍的方式將具有熒光性質的小分子和含有偶氮基團的分子依次蒸鍍到基底上組成雙層分子膜，利用在上層的偶氮分子在干涉激光下可以形成可逆的微結構表面起伏光柵，同時該偶氮分子對熒光小分子的熒光發射具有吸收的特性，在不同起伏深度的表面對熒光吸收的程度不同，實現了熒光分子可逆圖案化。

發明內容

本發明的目的是制備了一種主客體含有偶氮基團和熒光基團的聚芳醚，通過全息光誘導表面起伏光柵技術制備了熒光顏色可調的熒光光柵圖案，提供一種新的方法來將熒光分子進行圖案化。

本發明的一種含偶氮基團和熒光基團的聚芳醚材料，其組分及按質量配比為側鏈含有羧基或者磺酸基的聚合物∶含偶氮基團聚合物∶熒光基團＝78～94∶20～5∶2～0.5；所述的熒光基團是羅丹明B或八羥基喹啉鋁。

側鏈含有羧基或者磺酸基的聚合物可以是側鏈含有羧基的聚芳醚；含偶氮基團聚合物可以是4，4-二羥基偶氮苯基二苯砜。側鏈含有羧基的聚芳醚、4，4-二羥基偶氮苯基二苯砜、羅丹明B、八羥基喹啉鋁的結構式如下A、B、C、D所示：

結構式中n＝1～1000。

本發明含偶氮基團和熒光基團的聚芳醚材料可以以薄膜形態存在，以方便其在制備表面起伏光柵和熒光圖案方面的應用。

本發明的含偶氮基團和熒光基團的聚芳醚材料的制備方法是，將按質量比為78～94∶20～5∶2～0.5的側鏈含有羧基或者磺酸基的聚合物、含偶氮基團聚合物和熒光基團溶解于環己酮中，溶液的質量分數為5～15％，過濾后旋涂在基底表面上；升溫至120℃后恒溫干燥8～14小時，再真空干燥6～12小時得到含偶氮基團和熒光基團的聚芳醚薄膜材料。

所述的基底可以為普通玻璃、石英、ITO玻璃或者金屬等。

其中各聚合物質量比、環己酮溶液濃度、旋涂速度可以根據需要調節；可以通過控制溶液濃度和旋涂速度來調節聚合物薄膜的厚度。

一種含偶氮基團和熒光基團的聚芳醚材料應用于制備表面起伏光柵和熒光圖案。

所述的制備表面起伏光柵和熒光圖案，其制備方法包括如下的步驟：

1、熒光偶氮聚合物薄膜的制備。

2、圖案化薄膜表面的制備：將主客體型偶氮熒光聚芳醚薄膜在偏振干涉激光照射下形成表面起伏光柵。

3、熒光圖案的制備：用紫外光激發上一步所制備的圖案化薄膜表面，通過熒光顯微鏡或共聚焦熒光顯微鏡即可觀測到規則的熒光圖案?？梢酝ㄟ^改變熒光生色團的種類改變熒光圖案的顏色。

具體的表面起伏光柵的制備方法，有熒光偶氮聚合物薄膜的制備、圖案化表面起伏光柵的制備過程；