[发明专利]含有偶氮苯和肉桂酸酯基团的侧链型液晶聚合物膜材料及其合成方法

说明书

所属技术领域：

本发明涉及一种新型的含有偶氮苯和肉桂酸酯基团的侧链型液晶聚合物膜材料及其合成方法。

背景技术：

在液晶显示技术中，液晶分子在基片表面均匀取向是技术的关键，其通过液晶盒基片表面上的取向膜诱导实现的。在目前工业生产上，取向膜主要通过摩擦法制造。摩擦法具有工艺简单、易于大尺寸取向等优点，但其还存在诸多缺陷：(1)在摩擦过程中产生的大量静电荷及粉尘微粒，对表面取向膜以及器件的显示都会产生极大的破坏作用；(2)难用于多畴工艺，而多畴工艺是目前解决液晶显示视角偏窄的较好方法，因此利用摩擦法制造的液晶显示器的视角难以提高；(3)在工艺中较高的固化温度(300℃)和极性溶剂的使用容易破坏彩色显示中的滤光膜。因此，人们积极的寻找能够替代摩擦技术，而又不失其简单、方便的优点的液晶取向方法，而根据目前的研究，光控取向法是最有希望的替代方法。

在光控取向材料中，依据取向机理可分为光致降解、光致异构和光致交联三类。光致降解类材料在取向处理中产生的副产物会降低液晶显示的质量。以偶氮苯材料为代表的光致异构类，通过线偏振光诱导，利用偶氮苯基团的异构化实现取向。偶氮苯的光致异构化具有较快响应性，但这种异构化过程是可逆过程，所以形成的取向稳定性相对不高。以肉桂酸酯材料为代表的光致交联类，通过肉桂酸酯基团在线偏振光诱导的[2+2]环加成实现取向，因此通过其光交联产生的取向具有更好的稳定性。

本发明旨在提供一种新型的含有偶氮苯和肉桂酸酯基团的侧链型液晶聚合物膜材料及其合成方法。在保持偶氮苯光致异构化的优势下，利用肉桂酸酯基团的光致交联特性，弥补偶氮苯光致异构化取向稳定性不足的缺点。

发明内容：

本发明旨在合成一种新型的含有肉桂酸酯、偶氮苯感光基团的交联型液晶聚合物膜材料。在保持偶氮苯光致异构化的优势下，利用肉桂酸酯的光致交联特性，弥补偶氮苯光致异构化取向在稳定性上的不足。此类新型液晶聚合物膜材料在液晶显示技术中具有重要的应用价值。

本发明中含有肉桂酸酯、偶氮苯感光基团的侧链型液晶聚合物的结构式为：

式中m值为2-8。合成方法如下所述：

(1)以盐酸为溶剂，先将对氨基苯甲酸与亚硝酸钠在冰水浴下反应30分钟，再进一步与苯酚钠水溶液在冰水浴下反应2-4.5小时，得到化合物1；

(2)肉桂酸与二氯亚砜回流2小时制备化合物2，摩尔比＝1∶2.5；

(3)以四氢呋喃为溶剂，在三乙胺存在下，化合物2与二醇在在室温反应12小时，得到化合物3，摩尔比＝1∶3；

(4)以吡啶为溶剂，6-氯己醇与对甲苯磺酰氯在冰水浴下反应2小时，得到化合物4，摩尔比＝1∶1.1；

(5)以N，N-二甲基甲酰胺为溶剂，丙炔醇先与氢化钠在冰水浴下反应2小时，再与化合物4在室温下反应24-36小时，得到化合物5；

(6)以二甲基亚砜为溶剂，化合物1先与碳酸钾室温反应30分钟，然后在碘化钾催化下，与化合物5回流反应8-12小时，得到化合物6；

(7)以无水乙醇/蒸馏水(3∶1)为溶剂，化合物6与氢氧化钾回流反应3-5小时得到化合物7，摩尔比＝1∶2.1；

(8)以二氯甲烷为溶剂，在4-二甲氨基吡啶催化下，化合物7、化合物3与二环己基碳二亚胺先于冰水浴中反应3-4小时，再在室温反应36小时，得到化合物8；

(9)在催化剂，如五水硫酸铜/抗坏血酸钠、(PPh₃)₃CuBr、CuBr或者CuI中的一种作用下，化合物8与聚(3-叠氮甲基-3-甲基环氧丙烷)在25-60℃反应24-72小时，得到聚合物9，即含有偶氮苯和肉桂酸酯基团的侧链型液晶聚合物。另外，在反应过程中，可以加入适当的配体，如三乙胺、N，N-二异丙基乙胺、五甲基二乙烯三胺中的一种。

本发明通过点击化学反应，合成了一种新型的同时含有偶氮苯和肉桂酸酯感光基团的侧链型液晶聚合物膜材料。本发明利用红外光谱(FTIR)、核磁共振谱(NMR)对合成的侧链型液晶聚合物的结构进行了表征。

附图说明：

图1、含有偶氮苯和肉桂酸酯基团的侧链型液晶聚合物的FTIR谱图

图2、含有偶氮苯和肉桂酸酯基团的侧链型液晶聚合物的¹H NMR谱图

具体实施方式：

实施例

4-(4-羟基苯基)偶氮苯甲酸的合成