[发明专利]一种旋光聚乙炔红外低发射率材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种旋光聚乙炔红外低发射率材料及其制备方法，属于有机功能聚合物材料的制备范畴，可用于红外隐身材料。

背景技术

红外隐身材料在人体安全防护、电磁波消除设备、电磁干扰、电磁兼容、保温节能及隐身和反侦察技术等民用、军用领域均有广泛的应用基础。现代战争频繁依赖红外热成像侦察定位技术，为保证军事目标的隐蔽性，使用具有红外隐身的材料，可在一定程度做到伪装和“隐身”，加强军事目标的生存和进攻能力。目前，大量的军用车辆使用了红外隐身材料，但在使用过程中存在一些问题。比如，红外隐身材料中的大多数着色颜料一般难以调低涂料的发射率，有些隐身材料中一旦加入这些着色颜料，其发射率会急剧升高等。因此，为解决这些问题，研究新型红外隐身材料和探索红外发射率更低的材料是红外隐身材料发展的一个方向。有机聚合物具有结构可调、多样化、物理化学性能独特的优点而被广泛的研究和应用，其中旋光性聚合物是近年发展起来的新型高分子材料。从结构上看，旋光性聚合物通过手性基团产生的不对称场的诱导作用形成的构型上的特异性而形成相对稳定的单向螺旋结构。这种结构特性使得该类材料有很好的旋光、分光作用并且容易使透过波发生红移。作为红外波传播过程中的介质材料，其吸波性能和频移特性在降低材料红外发射率上可以取得良好的效果。目前，专利CN1865300A则公开了炔丙脲类单体与旋光性螺旋聚合物及其制备方法，主要通过过渡金属铑、钨、钼等催化配位聚合反应来得到具有稳定螺旋构象、光学活性较强的取代乙炔类聚合物。专利CN101696260A公开报道一种旋光聚氨酯脲红外低发射率材料，将联萘基团引入聚合物链中，通过调整聚合物结构来调节和控制聚合物链结构和聚合物的红外发射率。本发明提供了一种旋光聚乙炔红外低发射率材料，该材料由L或D-酪氨酸醇酯与含炔基羧酸单体，并在铑催化剂作用下聚合得到，该材料是一种很有发展前途的红外隐身材料，它的研究和应用具有潜在的经济效益和社会效益，对军用及民用都有广阔的应用前景。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种旋光聚乙炔红外低发射率材料及其制备方法。该材料具有良好的热稳定性、较高的的光学活性以及稳定的构象，可以作为红外低发射率材料使用。

技术方案：本发明的一种旋光聚乙炔红外低发射率材料是由L或D型酪氨酸衍生物与含炔基羧酸合成单体在铑催化剂作用下得到，其结构通式为：

聚合度n为1～1000的整数；

其中R₁为：

中的一种，m、p为0、1、2、3、4；

R2为：

中的一种，k为0、1、2、3、4。

该旋光聚乙炔红外低发射率材料的制备方法为：

步骤a）在室温下，将浓度为1～2mol/L的L或D型酪氨酸醇酯的四氢呋喃溶液加入反应器中，再加入与L或D型酪氨酸醇酯摩尔比为1：1～1.5：1的含炔基羧酸，室温搅拌0.5～1h，再加入与L或D-酪氨酸醇酯摩尔比为0.1:1～0.2:1的N-二甲氨基吡啶和1：1～1.3：1的N,N’-二环己基碳二亚胺，反应10～12h，将反应物倒入1～5倍L或D-酪氨酸醇酯的四氢呋喃溶液体积的去离子水中，用1～5倍L或D-酪氨酸醇酯四氢呋喃溶液体积的乙酸乙酯萃取，并依次用1～5倍L或D-酪氨酸酯的四氢呋喃溶液体积的饱和NaHCO₃水溶液、HCl水溶液、饱和NaCl水溶液和去离子水对该乙酸乙酯萃取液进行洗涤，HCl水溶液浓度为1～2mol/L。洗涤后的乙酸乙酯萃取液用无水MgSO₄干燥，过滤后蒸除乙酸乙酯溶剂得L或D-手性含炔基单体。

步骤b）N₂气氛下，将制备步骤a）L或D-手性含炔基单体加入反应瓶中，加入四氢呋喃配置浓度为0.5～2mol/L的四氢呋喃溶液，按铑催化剂与L或D-手性含炔基单体摩尔比为1:50的比例加入0.1～0.5mol/L的铑催化剂的四氢呋喃溶液，加热至30～50℃，反应20～24h。冷却至室温，倒入20～50倍L或D-手性含炔基单体的四氢呋喃溶液体积的正己烷中，析出沉淀，过滤，30～50℃真空干燥10～20h，得到旋光聚乙炔红外低发射率材料。