[發明專利]三元共聚的側鏈型液晶聚合物及其制備方法

有效

• 申請號: 201610938886.3
• 申請日: 2016-10-25
• 公開（公告）號: CN107033277B
• 公開（公告）日: 2018-12-28
• 發明（設計）人: 路慶華;蔡鋒
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: C08F220/36
• 分類號: C08F220/36;C08F222/40;C08F220/14;C09K19/38
• 代理公司: 上海交達專利事務所 31201
• 代理人: 王毓理;王錫麟

一種三元共聚的側鏈型液晶聚合物及其制備方法，通過在偶氮二異丁腈引發下，以甲苯為溶劑，將含有偶氮苯結構的甲基丙烯酸脂類單體和N‐取代馬來酰亞胺單體加熱聚合反應，甲醇中沉淀得到共聚物，即含有偶氮苯單體和馬來酰亞胺以及甲基丙烯酸甲酯三元共聚的側鏈型液晶聚合物，最后通過將側鏈型液晶聚合物溶解于甲苯溶液中經過旋涂得到液晶聚合物薄膜。本發明在保持偶氮苯光致異構化的優勢下，利用甲基丙烯酸甲酯的光學惰性和N‐取代馬來酰亞胺單體的剛性結構，彌補偶氮苯光異構化取向的透明性差和耐熱性不足的缺點。此類新型液晶聚合物膜材料在液晶顯示技術中具有非常重要的應用前景。

技術領域

本發明涉及的是一種領域的技術，具體是一種基于偶氮苯單體、N‐取代馬來酰亞胺以及甲基丙烯酸甲酯的三元共聚的側鏈型液晶聚合物及其制備方法。

背景技術

分子設計聚合在工業應用特別是制備液晶材料中發揮了非常重要的作用。過去的十幾年里，側基含有偶氮液晶單元的聚合物越來越受到廣泛的關注。偶氮苯基團在偏振光照射下，發生反式‐順式‐反式可逆光異構化，從而使得偶氮苯發色團垂直于偏振光方向取向。因此，伴隨著偶氮苯液晶單元的取向，與之相連的光惰性聚合物會隨之發生取向，即為協同取向?；谶@一原理，側基含偶氮苯液晶單元已經被廣泛應用于誘導主鏈分子取向。由于這種液晶取向，偶氮苯側鏈型液晶高分子已經被廣泛應用于光電領域，例如各種各樣的液晶顯示屏，分子開關和光學系統。

然而，在實現偶氮苯側鏈型液晶高分子的所有潛能之前仍然需要做大量工作。廣大科研工作者仍然面臨兩大挑戰：1)很多含有偶氮苯的聚合物顏色較深(大多數為深黃色)，但是一些重要的應用需要聚合物薄膜是透明的，例如全息光存儲。2)由于偶氮苯液晶單元通過柔性烷基鏈與主鏈相連，使得聚合物的玻璃化轉變溫度(Tg)降低，從而限制了液晶材料在耐高溫領域的應用。

眾所周知，采用光惰性的單體稀釋偶氮苯液晶單元能夠提高聚合物薄膜的透明性；同時，通過N‐取代馬來酰亞胺與α‐烯烴共聚可以顯著提高聚合物的玻璃化轉變溫度。因此，本發明旨在提供一種新型的以偶氮苯單體和N‐取代馬來酰亞胺以及甲基丙烯酸甲酯共聚的側鏈型液晶聚合物膜材料的制備及其光控液晶取向性。在保持偶氮苯光致異構化的優勢下，利用甲基丙烯酸甲酯的光學惰性和N‐取代馬來酰亞胺單體的剛性結構，彌補偶氮苯光異構化取向的透明性差和耐熱性不足的缺點。

發明內容

本發明針對現有技術存在的上述不足，提出一種三元共聚的側鏈型液晶聚合物及其制備方法，在保持偶氮苯光致異構化的優勢下，利用甲基丙烯酸甲酯的光學惰性和N‐取代馬來酰亞胺單體的剛性結構，彌補偶氮苯光異構化取向的透明性差和耐熱性不足的缺點。此類新型液晶聚合物膜材料在液晶顯示技術中具有非常重要的應用前景

本發明是通過以下技術方案實現的：

本發明涉及一種三元共聚的側鏈型液晶聚合物，其結構式為：

其中：n為2～9，x、y、z分別為單體甲基丙烯酸甲酯、N‐取代馬來酰亞胺和偶氮苯單體三者投料的摩爾比且x+y+z＝1；

為N‐取代馬來酰亞胺單體，其中：R為‐CH₃、‐CH₂‐CH₂‐CH₃、‐COOCH₃、

為含有偶氮苯結構的甲基丙烯酸脂類單體，即偶氮苯單體。

所述的N‐取代馬來酰亞胺單體優選采用：N‐甲基馬來酰亞胺、N‐丙基馬來酰亞胺、N‐甲氧基羰基馬來酰亞胺、N‐苯基馬來酰亞胺、N‐芐基馬來酰亞胺、N‐苯甲氧基馬來酰亞胺、N‐[3，5‐二(三氟甲基)苯基]馬來酰亞胺、N‐(4‐偶氮苯)馬來酰亞胺。

所述的偶氮苯單體、N-苯甲氧基馬來酰亞胺和甲基丙烯酸甲酯的摩爾比優選依次為0.05、0.15、0.8時，聚合物的熱學和光學性質最佳,此配比對應的聚合物的玻璃化轉變溫度為119℃,表征液晶取向性的材料參數預傾角為3.6°。