含偶氮苯基团的聚苯乙烯合成及光致变色性能研究

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1、摘要将具有光异构化性能的偶氮基团连到聚苯乙烯链上，有可能获得性能优异、价格低廉的光存储材料。本文分别用缩聚法和SMA改性的方法制得主链型偶氮聚苯乙烯和侧链含偶氮苯酰亚胺环的侧链型偶氮聚苯乙烯，分别详尽讨论了这两类聚合物的合成、结构和光致变色性能。具体的主要结论如下：l、以过氧化苯甲酰为引发剂在较高温度下引发苯乙烯聚合得到双端酯基聚苯乙烯(DEPS)，然后经碱性水解，得到双端羟基聚苯乙烯(DHPS)。2、以偶氮苯二甲酰氯与DHPS、双酚A或己二醇为原料，通过缩聚法合成了聚苯乙烯偶氮聚双酚A酯和聚苯乙烯偶氮聚己二醇酯两类主链型偶氮聚苯乙烯共聚物。这两类主链型偶氮聚苯

2、乙烯都具有很好的溶解性和很好的热稳定性。用UV-Vis光谱表征了它们的光致变色性能，经365nm的紫外光照射后，聚合物发生了从反式到顺式的光异构化转变，一般经照射30min左右可达到光稳态。3、通过对不同主链、不同偶氮单体结构共聚物的紫外光谱分析，发现所合成的主链型偶氮聚苯乙烯的光致变色性主要取决于偶氮苯单元的结构，而与聚苯乙烯链段长度和共聚单体的关系不大。4、4．取代苯基偶氮苯胺与SMA反应得111911链带有偶氮苯酰亚胺基团的侧链型偶氮聚苯乙烯共聚物(PS．azo．IMIDE)，用红外光谱表征了改性聚合物的结构。5、用UV．Vis光谱表征了PS—azo．IM

3、IDE的光异构化性能，经365nm的紫外光照射，4．苯基偶氮苯胺和4．(4’．硝基苯基)偶氮苯胺单体以及它们的改性中间体都没有明显的光异构化现象，而形成了酰亚胺环后，观察到了明显的反一顺异构化转变，光照20～30min后可达到光稳态，避光经过约48h后又可恢复到光照前的状态。6、4．(4’．氨基苯基)偶氮苯磺酸与SMA反应后得到的中间体在pH=10的强碱性条件下，经365nm的光照后也发生了反一顺光异构化，10min就可达到平衡。形成酰亚胺环后，共聚物有很好的水溶性，在很宽的pH范围内都可溶于水。而且经365nm的紫外光照射后表现出明显的反一顺异构化反应，在碱性

4、条件下异构化速率很快，15分钟就可达到光稳态。而在中性条件下异构化速率较慢，需要约40min才能达到光稳态。关键词：光致变色聚苯乙烯偶氮聚合物偶氮苯酰亚胺武汉理工大学博士学位论文AbstractItispromisingtoobtainopticalstoragematerialsbybondingazobenzenegroupsontopolystyrenemolecularchain．Inthiswork，anovelmainchainazo-polystyreneispreparedthroughthecondensationpolymerizationo

5、fazobenzenedicarbonylicchlorideandpolystyrenewithdihydroxylendgroups．Meanwhileawell—definedsidechainaZO—polystyreneisobtainedbyimidalreaction．Myworkcanbedescribedasfollows：DEPSwassynthesizedunderrelativelyelevatedtemperatureusingBPOasinitiatonSubsequently,DHPSwasobtainedbythealkaline

6、hydrolysisofDEPS．Twomainchainazopolystyrenes，PS—azo—DPAandPS—a．zo—HDOweresynthesizedbythecondensationpolymerizationofazobenzenedicarbonylicchloride，DHPS，BisphenolAandhexanedi01．ThesynthesizedtwomainchainazopolystyrenesarefreelysolubleincommonsolventsSandhavegoodthermalstability．Theph

7、otochromicpropertyofthecopolymerswascharacterizedbyUV-Vis．Trans-cisphotoisomerisationofcopolymerswasfoundirradiationwithUVlightat365nm．Theequilibriumstatewasreachedwith30min．PS-azo-IMIDEwasobtainedbythereactionof4一(phenylazo)anilineandSMA．Thestructurechangeofmodifiedpolymerwasanalyze

8、dbyFT-IR．The