[发明专利]一种偶氮类侧链液晶聚氨酯脲材料及其制备方法

权利要求书

1.一种偶氮类侧链液晶聚氨酯脲，其特征在于，将一种单端双羟基偶氮类化合物与双端羟基聚乙二醇混合，再用含脲基结构的二异氰酸酯为扩链剂进行扩链，经纯化得到一种偶氮类侧链液晶聚氨酯脲；

构式如式1：

其中：

R₁:

R₂:

R₃:

m＝15～90，n＝15～50；

偶氮类侧链液晶聚氨酯脲的制备方法为：将单端双羟基偶氮类化合物和双端羟基聚乙二醇混合，加入N,N-二甲基甲酰胺溶解后，加入含脲基结构的二异氰酸酯的N,N-二甲基甲酰胺溶液进行扩链反应，反应后降至常温，N,N-二甲基甲酰胺稀释至4～7％g/mL，经溶剂挥发成膜法制备聚氨酯脲膜材料；

所述单端双羟基偶氮类化合物的结构式为：

单端双羟基偶氮类化合物的具体制备方法为：

将1-硫代甘油溶解在无水二甲基亚砜中，干燥氩气除氧，加入液晶单体和催化剂二异丙胺，在常温下反应24-36h，反应结束后，将混合物用20～30倍体积的无水乙醚沉降，过滤，无水乙醚洗涤，最后在70-90℃下真空干燥至恒重；

反应方程式为：

2.根据权利要求1所述的偶氮类侧链液晶聚氨酯脲，其特征在于，数均分子量为1.0×10⁵～6.0×10⁵，分散系数为1.20～1.31，单端双羟基偶氮类化合物在聚氨酯脲中的质量含量为30％-46％，双端羟基聚乙二醇在聚氨酯脲中的质量含量为10％-37％。

3.根据权利要求1所述的偶氮类侧链液晶聚氨酯脲，其特征在于，1-硫代甘油在无水二甲亚砜的浓度为1.0g/mL；1-硫代甘油与液晶单体的摩尔比为1.05:1～1.08:1；催化剂二异丙胺占反应物总质量的1～3％；液晶单体为4-烷氧基-4’-十一烯-[10]酰氧基偶氮苯，其具体结构为：

4.根据权利要求1所述的偶氮类侧链液晶聚氨酯脲，其特征在于，含脲基结构的二异氰酸酯扩链剂为1,6-六亚甲基二异氰酸酯-1,4-丁二胺-1,6-六亚甲基二异氰酸酯，

结构式为：

具体制备方法为：

1)干燥氮气保护及机械搅拌下，将干燥好的1,4-丁二胺滴加到六亚甲基二异氰酸酯中，常温反应3-5h，得到悬浊液A；

2)反应结束后，向悬浊液A加入正己烷，搅拌后均匀后，抽滤得到白色固体，反复用正己烷洗涤，至滤液IR检测无-NCO吸收峰，旋蒸真空干燥至恒重，得白色粉末状1,6-六亚甲基二异氰酸酯-1,4-丁二胺-1,6-六亚甲基二异氰酸酯；

反应式方程式为：

5.根据权利要求4所述的偶氮类侧链液晶聚氨酯脲，其特征在于，步骤1)中六亚甲基二异氰酸酯的-NCO和1,4-丁二胺的-NH₂的摩尔比为6:1～10:1；步骤2)中正己烷的体积为悬浮液A体积的2倍。

6.根据权利要求1所述的偶氮类侧链液晶聚氨酯脲，其特征在于，单端双羟基偶氮类化合物与双端羟基聚乙二醇的投料摩尔比3:1～5:1；双端羟基聚乙二醇的数均分子量为600-2000,分散系数为1.15～1.30；扩链剂含脲基结构的二异氰酸酯的加入方式为：滴加含脲基结构的二异氰酸酯的DMF溶液，浓度为0.5-1.0g/mL，滴加速度为5-10mL/min；扩链剂的-NCO与单端双羟基偶氮类化合物和双端羟基聚乙二醇的-OH总和的摩尔比为1.01:1～1.05:1；扩链反应在干燥氩气下进行，反应温度为60-90℃，反应时间为3-5h。

7.根据权利要求1所述的偶氮类侧链液晶聚氨酯脲，其特征在于，膜材料的制备条件为：聚四氟乙烯模具中经溶剂挥发法制备膜材料：先在40～45℃下溶剂挥发60～90h，然后30℃下真空干燥至恒重，得到聚氨酯脲膜材料。

8.权利要求1-7任一项所述的偶氮类侧链液晶聚氨酯脲在形状记忆、光电显示材料、数据存储材料领域的应用。