[發明專利]一種光活性苯并噁嗪彈性體及其制備方法

有效

• 申請號: 201910484549.5
• 申請日: 2019-06-05
• 公開（公告）號: CN110105517B
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: 李云濤;何思里;趙春霞;李姝靚;李輝;向東;劉敬懿
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: C08G14/06
• 分類號: C08G14/06
• 代理公司: 北京中索知識產權代理有限公司 11640
• 代理人: 唐亭

本發明公開了一種光活性苯并噁嗪彈性體，該彈性體由含偶氮結構和柔性鏈段的苯并噁嗪單體發生開環聚合反應制得；苯并噁嗪單體由原料多聚甲醛、含偶氮結構的酚、含柔性鏈段的伯胺制備而成。彈性體制備方法：(1)將多聚甲醛、含偶氮結構的酚和分散介質加入反應釜中后，在25～60℃條件下攪拌10～30min，然后緩慢加入含柔性鏈段的伯胺；(2)體系升溫至100～125℃，回流反應4～10h，分離，得到苯并噁嗪單體；(3)將苯并噁嗪單體先在160～200℃反應1～5h，然后在200～260℃反應2～4h，得到光活性苯并噁嗪彈性體。本發明苯并噁嗪彈性體既具有偶氮化合物的光活性，又具有柔性基團化合物所帶來的柔韌性，同時也保留聚苯并噁嗪的應用特性，具有廣闊的應用前景。

技術領域

本發明屬于有機高分子材料技術領域，具體涉及一種光活性苯并噁嗪彈性體及其制備方法。

背景技術

光響應高分子材料通常含有能吸收光能的分子或官能團(如偶氮苯基團等)，在光的作用下會發生某些化學或物理反應，產生一系列結構和形態變化，從而表現特定的功能。光致形變作用是通過光誘導宏觀物體產生形狀變化，把光能轉化為機械能的一種方式。光活性材料在紫外光和可見光的照射下能產生可逆變色效應，其特殊的光學性質在光信息儲存、防偽、光控開關等光電領域具有廣泛的應用前景。有機小分子化學物，不具備加工性能和力學強度。將光致變色單元與高分子材料化學鍵合后，可以制備具有良好耐熱性和抗疲勞性的光致變色高分子材料。偶氮類化合物經紫外光照射后，其結構由順式變為反式，在可見光或加熱條件下又會變為原來的結構。利用偶氮化合物在反式結構狀態時表現出來更高極性的特點，可用來制備可控制的疏水表面，基于多肽、殼聚糖、環糊精等偶氮類化合物可制備水凝膠和超分子等體系。

在材料功能化的今天，復合材料的使用尤其廣泛，其中之一要數彈性體。彈性體只是在弱應力下形變顯著，應力松弛后能迅速恢復到接近原有狀態和尺寸的高分子材料。根據彈性體是否可塑化可以分為熱固性彈性體、熱塑性彈性體二大類。熱塑性彈性體在常溫下顯示橡膠彈性，在高溫下能夠塑化成型。這類聚合物兼有熱塑性橡膠和熱塑性塑料的某些特點。熱塑性彈性體高分子鏈的基本結構特點是它同時串聯或接枝某些化學組成不同的塑料段(硬段)和橡膠段(軟段)。硬段間的作用力足以凝集成微區(如玻璃化微區或結晶微區)，形成分子間的物理“交聯”，軟段則是自有旋轉能力較大的高端性鏈段。常見的熱塑性彈性體有：通過嵌段共聚苯乙烯類型的熱塑性彈性體，主要包括SBS、氫化SBS(SEBS)、SIS和氫化SIS等，這類彈性體其彈性模量異常高，并且不隨相對分子質量變化，而且苯乙烯類熱塑性彈性體憑借其強度高、柔軟、具有橡膠彈性、永久變形小的特點。

熱塑性彈性體最大問題是不耐熱，使用溫度一般不超過80℃。同時，其強伸性、耐候性、耐油性、耐磨性能也存在不同程度的缺陷。熱固性彈性體能有效地解決上述問題，熱固性彈性體是指經加熱到工藝溫度或者常溫就可以塑造、交聯固化，或者經高溫交聯固化，冷卻后就是成品，具有耐熱性高，受壓不易變形的特點。

苯并噁嗪樹脂是近三十年來為數不多的成功實現產業化的高性能熱固性樹脂新品種，其靈活的分子設計性、低成本及獨特的性能優勢，使其在高性能化及功能改性方面受到較多關注。苯并噁嗪樹脂在很多應用領域可替代并超越傳統的熱固性樹脂，為功能型苯并噁嗪樹脂的應用和推廣奠定基礎。樹脂材料的精細化、多功能化和高性能化是科技和社會發展需求的必然。

發明內容

本發明的一個目的是針對現有熱塑性彈性體材料存在的耐熱性較差，且強伸性、耐候性、耐油性、耐磨性能有待提高等缺陷，提供一種含偶氮結構的光活性苯并噁嗪彈性體。

本發明的另一個目的是提供一種光活性苯并噁嗪彈性體的制備方法。

本發明提供的光活性苯并噁嗪彈性體由同時含有偶氮結構和柔性鏈段基團的苯并噁嗪單體在加熱條件下發生開環聚合反應制得。該苯并噁嗪單體由原料多聚甲醛、含偶氮結構的酚、含柔性鏈段基團的伯胺制備而成。苯并噁嗪單體先在160～200℃反應1～5h，然后在200～260℃反應2～4h，得到苯并噁嗪彈性體。