[發(fā)明專利]一種接枝了螺噁嗪基團(tuán)的硝化纖維素及其制備方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910219040.4
• 申請(qǐng)日: 2009-11-18
• 公開（公告）號(hào): CN101701052A
• 公開（公告）日: 2010-05-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫賓賓;劉耀鵬;楊秀霞;王芳寧;楊博
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 陜西國(guó)防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院
• 主分類號(hào): C08F251/02
• 分類號(hào): C08F251/02;C08B15/06;C08F120/36;C09K9/02
• 代理公司: 西安弘理專利事務(wù)所 61214
• 代理人: 羅笛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于螺噁嗪類光致變色高分子材料領(lǐng)域，具體涉及一種接枝了螺噁嗪基團(tuán)的硝化纖維素及其制備方法。

背景技術(shù)

光致變色是指一種化合物受一定波長(zhǎng)光的照射，進(jìn)行特定化學(xué)反應(yīng)生成產(chǎn)物，其吸收光譜發(fā)生明顯變化，在另一波長(zhǎng)的光照下或熱的作用下，又恢復(fù)到原來(lái)的形式。螺噁嗪是一類光化學(xué)性質(zhì)較為優(yōu)異的光致變色化合物，但是小分子螺噁嗪化合物光致變色過(guò)程開環(huán)體熱穩(wěn)定性差，并且小分子螺噁嗪化合物在制造器件方面受到一定局限，將螺噁嗪化合物制備為具有光致變色性能的高聚物在實(shí)際應(yīng)用中具有明顯優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，學(xué)者提出將螺噁嗪化合物制備為高聚物會(huì)因?yàn)榭臻g位阻效應(yīng)和極性效應(yīng)而使螺噁嗪基團(tuán)開環(huán)體熱消色速率減慢、熱穩(wěn)定性增強(qiáng)。含螺噁嗪基團(tuán)的光致變色高聚物可分為如下兩類：一類是將光致變色化合物按一定比例物理混合在高分子介質(zhì)中形成的光致變色高分子，這一類在分子水平上屬于非均相體系；另一類是在主鏈或側(cè)鏈上共價(jià)連接光致變色基團(tuán)的高聚物，這一類在分子水平上屬于均相體系。

另一方面，硝化纖維素在涂料領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用價(jià)值，盡管將螺噁嗪類化合物物理混合在硝化纖維素中也可以得到具有光致變色性能的涂料，但由于兩者在分子水平是非均相體系，在長(zhǎng)期使用過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)相分離等缺點(diǎn)；中國(guó)科學(xué)院廣州化學(xué)研究所的朱玉琴、湯烈貴等人在文獻(xiàn)：應(yīng)用化學(xué)，1993，10(6)，61-65曾報(bào)道接枝了甲基丙烯酸甲酯的硝化纖維素在不加任何增塑劑和改性劑的前提下，其涂膜性能均已達(dá)到涂料要求。

含螺噁嗪基團(tuán)的光致變色高聚物可應(yīng)用于涂料、紡織等領(lǐng)域，是學(xué)者目前十分關(guān)注的課題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種接枝了螺噁嗪基團(tuán)的硝化纖維素，此材料在分子水平上是均相體系，在使用過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)螺噁嗪和硝化纖維素相分離現(xiàn)象。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供上述接枝了螺噁嗪基團(tuán)的硝化纖維素的制備方法。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種接枝了螺噁嗪基團(tuán)的硝化纖維素，其結(jié)構(gòu)式如下：

其中：R為硝化纖維素；n＝1～100。

R為含N量為11.80％的硝化纖維素。

本發(fā)明所采用的另一技術(shù)方案是，一種接枝了螺噁嗪基團(tuán)的硝化纖維素的制備方法，包括如下步驟：

步驟1，

將硝化纖維素溶于甲基異丁基酮中，攪拌溶解均勻得到混合物A；控制硝化纖維素在甲基異丁基酮溶液中的質(zhì)量濃度為50～80g/L；

步驟2，

再將含螺噁嗪基團(tuán)的丙烯酸酯染料單體加入混合物A中，含螺噁嗪基團(tuán)的丙烯酸酯染料單體在溶液中物質(zhì)的量濃度為0.15～0.2mol/L；通氮?dú)獗Ｗo(hù)，攪拌至均勻，加熱到70℃，加入過(guò)氧化苯甲酰引發(fā)聚合反應(yīng)，控制引發(fā)劑過(guò)氧化苯甲酰與染料單體的物質(zhì)的量比為0.15～0.2，恒溫反應(yīng)3.0h后，冰水浴冷卻，得到混合物B；

步驟3，

用石油醚在混合物B中沉淀出不純的接枝物，再將此接枝物在索氏提取器中用苯抽提48.0h，除去染料均聚物，真空60℃干燥即得到本發(fā)明接枝了螺噁嗪基團(tuán)的硝化纖維素。

本發(fā)明的特點(diǎn)還在于，

其中，含螺噁嗪基團(tuán)的丙烯酸酯染料單體為9′-丙烯酰氧基吲哚啉螺萘并噁嗪。

本發(fā)明的有益效果是，(1)將含螺噁嗪基團(tuán)的丙烯酸酯通過(guò)化學(xué)鍵接枝在硝化纖維素上，該硝化纖維素接枝產(chǎn)物具有良好的光致變色性能，可用于制備光致變色薄膜。由于此高聚物在分子水平上是均相體系，其性能優(yōu)良，在使用過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)螺噁嗪和硝化纖維素相分離現(xiàn)象。該高聚物在不加任何增塑劑和改性劑的前提下，足以能夠形成均勻的薄膜，薄膜也具有良好的光致變色性能。(2)含螺噁嗪基團(tuán)的丙烯酸酯是脂溶性單體，可溶解于甲基異丁基酮等溶劑，硝化纖維素也可溶解于甲基異丁基酮，因此，整個(gè)接枝共聚反應(yīng)是在均相有機(jī)溶劑環(huán)境中進(jìn)行的，不需要加入乳化劑。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明方法中所使用硝化纖維素的¹³C?NMR圖譜；

圖2是本發(fā)明方法中接枝共聚物的¹³C?NMR圖譜；

圖3是本發(fā)明方法中所使用硝化纖維素的IR圖譜；

圖4是本發(fā)明方法中接枝共聚物的IR圖譜；

圖5是本發(fā)明方法中接枝共聚物在丙酮溶液中光致變色過(guò)程的紫外-可見吸收光譜圖。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

實(shí)施例1：

一種接枝了螺噁嗪基團(tuán)的硝化纖維素的制備方法，包括如下操作步驟：