[發明專利]一種手性薄荷基液晶齊聚物薄膜及其制備方法

有效

• 申請號: 202110546335.3
• 申請日: 2021-05-19
• 公開（公告）號: CN113265078B
• 公開（公告）日: 2021-11-16
• 發明（設計）人: 羅叢叢;么冰;陳艷;堵錫華;賈迎鋼;周俊;董黎明;丁躍;孫華
• 申請（專利權）人: 徐州工程學院
• 主分類號: C08J5/18
• 分類號: C08J5/18;C08L83/06;C08G77/38;C09K19/38
• 代理公司: 北京淮海知識產權代理事務所(普通合伙) 32205
• 代理人: 李妮

本發明公開了一種手性薄荷基液晶齊聚物薄膜及其制備方法，通過將不同摩爾比例手性薄荷基液晶單體、非手性棒狀單體與聚甲基含氫線性硅氧烷共聚，制備手性薄荷基液晶齊聚物，其結構式如式Ⅲ，經高溫淬火，得到室溫下具有鮮艷色彩的手性薄荷基液晶齊聚物薄膜。該手性薄荷基液晶齊聚物薄膜具有高的熱穩定性，寬的液晶區間，室溫下可保留膽甾相液晶的顏色，呈現鮮艷的色彩，具有廣泛的應用。

技術領域

本發明涉及一種手性薄荷基液晶齊聚物薄膜及其制備方法，屬于光學材料技術領域。

背景技術

手性液晶因其手性中心的存在可形成螺旋狀結構，使手性液晶分子具有一般液晶分子所不具有的光學性質，如旋光性、選擇反射、圓二色性等，在非線性光學、快速光轉換開關、界面溫度的測量、醫學、感光油墨、防偽標簽及變色服裝等方面具有潛在的應用價值。這類手性液晶因其獨特的電光學性質日益受到廣泛的重視。薄荷醇具有三個手性中心，旋光能力強，體積和位阻均相對較小，是一種優異的手性液晶基元。然而，目前對于以薄荷基為手性中心的液晶材料的研究主要集中于設計合成以薄荷醇為手性中心的新型分子結構，對于其優異光學性能的潛在應用仍具有很大的研究挑戰。

根據溫度和物質特性的不同，液晶可以處在不同液晶相中的某一個相中。膽甾相液晶就是指處在膽甾相下的液晶。膽甾相液晶存在重要的選擇反射性能，選擇反射波長與分子的手性以及膽甾相液晶分子的排列有關，并且選擇反射的顏色隨溫度的變化而變化。然而手性薄荷基液晶小分子單體室溫下確不能保留其選擇反射的顏色。

發明內容

本發明的目的之一是提供一種手性薄荷基液晶齊聚物薄膜材料的制備方法，工藝簡單。

本發明的目的之二是提供上述制備方法制得的手性薄荷基液晶齊聚物薄膜，光學性能優異，在室溫下能顯示鮮艷的色彩。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：一種手性薄荷基液晶齊聚物薄膜的制備方法，包括以下步驟：

A)在二酸中加入氯化亞砜進行酰化反應，反應結束后減壓蒸餾得到中間體1；將中間體1溶解到三氯甲烷中，在回流狀態下緩慢滴加薄荷醇三氯甲烷溶液，加熱回流反應，反應結束后減壓抽濾得到中間體2；將對羥基苯甲酸溶于四氫呋喃中，然后加入吡啶，在回流狀態下緩慢滴加中間體2，加熱回流反應，反應結束后經后處理得到中間體3；在對聯苯二酚、二甲基亞砜、氫氧化鉀的混合體系中緩慢滴加3-溴丙烯，常溫反應，反應結束后經后處理得到中間體4；在有機溶劑中，由中間體3、中間體4經過酯化反應合成手性薄荷基液晶單體；

所述手性薄荷基液晶單體結構式如式I所示：

B)將手性薄荷基液晶單體、非手性棒狀單體與聚甲基含氫線性硅氧烷溶于有機溶劑中，其中手性薄荷基液晶單體、非手性棒狀單體與聚甲基含氫線性硅氧烷的摩爾比為(1.4～0)：(0～1.4)：0.2，加入催化劑，在60～80℃的條件下進行自由基共聚反應，反應結束后將反應液冷卻，倒入甲醇中靜置，析出沉淀，經重結晶得到手性薄荷基液晶齊聚物；

所述非手性棒狀單體的結構式如式Ⅱ：

所述聚甲基含氫線性硅氧烷的結構式如式Ⅷ：

式Ⅷ中，a為3～7的整數；

所述手性薄荷基液晶齊聚物的結構式如式Ⅲ：

式I、式Ⅱ、式III中，x+y＝7，k為4～10的整數，n為3～11的整數，m為0～2的整數，R選自甲基或甲氧基；

C)將齊聚物升溫至液晶態，涂膜，置于冰水中驟冷，得齊聚物薄膜。

優選的，步驟A)中合成手性薄荷基液晶單體的酯化方法選自氯化亞砜作用下酯化、Steglich酯化反應、費歇爾酯化中的一種。