[发明专利]一种含有光致变色二芳基乙烯的交联型聚氨酯及应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种光开关材料的制备和应用，具体来说，涉及基于含有光致变色二芳基乙烯的交联型聚氨酯及应用，属于化学材料制备、光信息存储、显示材料领域。

背景技术

光致变色是指“一种化学物质受到光激发后，在两个具有明显不同吸收光谱的异构体之间进行可逆的变化”的行为，而不可逆的变色行为属于光化学范畴但不属于光致变色范畴。一般来说，光致变色化合物的应用涉及荧光探针、生物成像、超分辨成像、分子开关、光信息存储、装饰与防伪、显示材料等领域。近期的研究工作着力于含有光致变色的新型功能高分子材料的设计与合成，例如光信息存储、防护防伪、显示材料等领域。

在过去的十几年里，在各种光开关材料的设计与合成中，含有光致变色材料被认为是一类可应用于分子开关、装饰与防伪、高密度全息信息存储、光开关分子器件的新材料。与传统的光开关有机分子材料相比，该光致变色二芳基乙烯交联型聚氨酯具有以下多个优点：(1) 二芳基乙烯闭环体热稳定性良好；(2)较好的透明度；(3)较高的的光开关能力；(4)很好的抗疲劳性；(5)较好的力学性能。这些优点使得光致变色二芳基乙烯的交联型聚氨酯在光学存储、防护防伪、显示材料等各个领域具有非常重要的应用价值。

但是，目前的有机光致变色化合物中，如螺吡喃类化合物的抗疲劳性较差，容易被氧化降解；偶氮苯类化合物在光致变色前后吸收光谱变化不大；螺噁嗪类化合物，它的开环体热稳定性较差。这使得这些光开关化合物在实际应用中很容易受到各种限制。而二芳基乙烯类化合物相比以上光致变色化合物来说，光开关速度较快，抗疲劳性较好，热不可逆性良好，这决定了含有二芳基乙烯类分子的光致变色交联型聚氨酯材料在实际应用及科学研究中，尤其是光信息存储、防护防伪、显示材料等高科技领域具有较大的优势。

因此，发明一种简单、低成本、含有光致变色二芳基乙烯的交联型聚氨酯的材料就有着相当重要的现实意义和应用前景。

有鉴于此特提出本发明。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种含有光致变色二芳基乙烯的交联型聚氨酯及应用，

为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：

本发明的目的在于提供一种含有光致变色二芳基乙烯的交联型聚氨酯及应用，该光致变色二芳基乙烯的交联型聚氨酯在紫外光和可见光交替照射后具有多次可逆光开关性能。

本发明的目的是通过下述方式实现的：

一种含有光致变色二芳基乙烯的交联型聚氨酯的制备，其特征在于，包括以下步骤：

将光致变色二芳基乙烯衍生物即(4,4'-(八氟环戊烯-1,2-基)双(5-甲基噻吩-4,2-基))双甲醇，以六亚甲基二异氰酸酯为单体、三缩四乙二醇为扩链剂、三乙醇胺为交联剂、二月桂酸二丁基锡为催化剂，采用一步缩聚反应，将混合溶液倒入玻璃皿中，在烘箱中60℃反应3小时后，得到了一种含有光致变色二芳基乙烯的交联型聚氨酯。

一种含有光致变色二芳基乙烯的交联型聚氨酯的制备，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将光致变色化合物(4,4'-(八氟环戊烯-1,2-基)双(5-甲基噻吩-4,2-基))双甲醇、六亚甲基二异氰酸酯、三缩四乙二醇、三乙醇胺、二月桂酸二丁基锡按质量比为1:600:500:50:10～ 1:1600:1100:500:200，混合均匀后分散在1毫升四氢呋喃溶液中；

S2：将S1中配制的溶液混合后超声搅拌1分钟，形成预聚体；

S3：将S2中形成的预聚体倒入直径为6厘米的玻璃皿中，并升温到60℃，反应3小时；

S4：将S3中形成的聚氨酯用无水甲醇和乙腈的混合溶液浸泡48小时，再放入真空干燥箱干燥1天后得到含有光致变色二芳基乙烯的交联型聚氨酯。

本发明中，S1中光致变色化合物(4,4'-(八氟环戊烯-1,2-基)双(5-甲基噻吩-4,2-基))双甲醇、六亚甲基二异氰酸酯、三缩四乙二醇、三乙醇胺、二月桂酸二丁基锡按质量比优选为 1:1000:700:100:30～1:1200:900:200:60。

本发明中，S1中的(4,4'-(八氟环戊烯-1,2-基)双(5-甲基噻吩-4,2-基))双甲醇为光致变色二芳基乙烯衍生物，它们的结构如下：

本发明中，S4中无水甲醇和乙腈的混合溶液中无水甲醇与乙腈的体积比为1：9。

本发明中，所述含有光致变色二芳基乙烯的交联型聚氨酯的结构式如下：