[發(fā)明專利]乙烯基間苯二甲酸二烷基酯單體及其液晶聚合物和制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710018558.6
• 申請日: 2017-01-11
• 公開（公告）號: CN106883122B
• 公開（公告）日: 2020-01-14
• 發(fā)明（設計）人: 鄭軍峰;孫佳;郁凱玲;湯濤;朱新寶;于子洲
• 申請（專利權(quán)）人: 南京林業(yè)大學
• 主分類號: C07C67/10
• 分類號: C07C67/10;C07C69/76;C08F112/14;C09K19/38;C09K5/06
• 代理公司: 32274 南京申云知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 邱興天

本發(fā)明公開了一種乙烯基間苯二甲酸二烷基酯單體及其液晶聚合物和制備方法。該單體通過普通自由基聚合可制備分子量介于10～20萬的聚合物。該聚合物可形成多層次的六方柱狀液晶相（Φ_h）。與甲殼型液晶高分子相比，本發(fā)明聚合物容易合成，起始原料甲基間苯二甲酸為通用試劑。與樹枝化聚合物相比，本發(fā)明聚合物含有較少的兩個烷基鏈，側(cè)鏈自組裝能力強，可形成多層次結(jié)構(gòu)的Φ相材料。本發(fā)明聚合物的長烷基鏈的結(jié)晶?熔融轉(zhuǎn)變使其可作為相變儲能Φ相材料。

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及液晶聚合物單體及其聚合物，特別是涉及一種乙烯基間苯二甲酸二烷基酯單體及其液晶聚合物和制備方法。

背景技術(shù)

液晶是介于無序的液態(tài)和三維有序的晶態(tài)之間的一類物質(zhì)。液晶在信息、光電、生命科學等領域具有重要的應用。高分子具有優(yōu)異的加工性質(zhì)。因而，開發(fā)新的液晶高分子具有重要的科學和實踐意義。

傳統(tǒng)設計液晶高分子的方法是將棒狀或盤狀液晶基元通過一定柔性間隔基引入到聚合物的主鏈或側(cè)鏈。這類液晶高分子通常形成層狀相、向列相或柱狀相。其形成液晶相的本質(zhì)仍然是小分子液晶基元的自組裝。與此不同，甲殼型液晶高分子(MJLCP)和樹枝化聚合物(DP)可看作超分子柱狀液晶高分子。其形成液晶相的本質(zhì)是整個超分子柱的自組裝，可形成六方柱狀液晶相，四方柱狀液晶相或柱狀向列相等。MJLCP和DP引起了科學界的極大興趣，但也存在一些不足。其一，這兩類液晶高分子合成較為復雜。其二，在MJLCP中，主鏈與側(cè)鏈的動力學偶合作用通常破壞側(cè)鏈的有序組裝。其三，在DP中，側(cè)鏈之間的擁擠效應也往往破壞側(cè)鏈的有序組裝。因而，開發(fā)合成簡單，主鏈和側(cè)鏈可協(xié)同組裝的液晶高分子具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明的目的是提供一種乙烯基間苯二甲酸二烷基酯單體。本發(fā)明的另一目的是提供一種容易合成、具有多層次結(jié)構(gòu)、側(cè)鏈具有自組裝能力的聚乙烯基間苯二甲酸二烷基酯柱狀液晶高分子，以解決柱狀液晶高分子合成困難、超分子柱缺乏長程有序、側(cè)鏈無組裝能力的問題。本發(fā)明的另一目的是提供一種上述的聚乙烯基間苯二甲酸二烷基酯柱狀液晶高分子的制備方法。

技術(shù)方案：為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種乙烯基間苯二甲酸二烷基酯單體，結(jié)構(gòu)如式(I)所示：

式中，C_nH_2n+1為正烷基鏈，n為8～22之間的自然數(shù)。

一種如式(I)所述的乙烯基間苯二甲酸二烷基酯單體的制備方法，包括以下步驟：

(1)以廉價的甲基間苯二甲酸為起始原料，經(jīng)過酯化反應，芐溴化反應，Witting反應等制得式(III)所示的乙烯基間苯二甲酸；

(2)上述式(III)所示的乙烯基間苯二甲酸與正1-溴代烷烴酯化反應生成式(I)所示的乙烯基對苯二甲酸二烷基酯液晶單體。

式中，C_nH_2n+1為正烷基鏈，n為8～22之間的自然數(shù)。

一種聚乙烯基間苯二甲酸二烷基酯液晶高分子，主鏈為聚乙烯基間苯二甲酸酯，側(cè)鏈為較長的正烷基鏈-C_nH_2n+1(n為介于8～22之間的自然數(shù))；分子量介于10～20萬之間，分子量分布為～2，結(jié)構(gòu)如式(II)所示：

一種制備式(II)所示的聚乙烯基間苯二甲酸二烷基酯液晶高分子的方法，將式(I)所示的單體在有機溶劑(如氯苯)中經(jīng)普通自由基聚合，得到聚乙烯基間苯二甲酸二烷基酯液晶聚合物。

所述的液晶高分子所形成的經(jīng)典六方柱狀液晶材料。