[发明专利]一种键合型荧光稀土液晶离聚物及其制备方法

说明书

本发明公开了一种键合型荧光稀土液晶离聚物及其制备方法，属于高分子材料技术领域。本发明以液晶单体4‑烯丙氧基苯甲酸胆甾醇酯M₁、丙烯酸M₂、稀土配合物M₃与聚甲基含氢硅氧烷PMHS接枝共聚制备得到键合型荧光稀土液晶离聚物。与液晶聚合物相比，在特定波长处出现了强烈的荧光，相对于一般的稀土配合物来说，本发明所制备的稀土液晶离聚物具有液晶性且液晶区间宽，液晶区间可达到199℃；另外，通过热重分析可知，本发明所制备的稀土液晶离聚物热稳定性好，可在光学、机械、电子、显示等方面具有广泛的应用前景。该制备方法简单，易于操作，产率高，易于工业化生产。

技术领域`

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种键合型荧光稀土液晶离聚物及其制备方法。

背景技术

稀土液晶材料具有磁性、高发光强度、高色纯度、高电子极化率的特性，可应用于有机磁体、非线性光学材料、催化剂等，是重要的发光液晶材料。稀土液晶可分为掺杂型和键合型两类，键合型稀土液晶能够克服掺杂型稀土液晶与基质材料相容性差，易发生相分离等缺陷，成为稀土液晶研究的热点之一。然而键合型小分子稀土液晶存在相转变温度高，液晶区间窄，加工性能与热稳定性差等缺点，是阻碍其应用的主要原因。本发明设计具有聚合活性的小分子稀土配合物，以接枝共聚方式引入液晶离聚物体系，制备了一系列键合型稀土液晶离聚物，不仅具备稀土强烈的特征荧光，还具备液晶离聚物良好的液晶性能、热稳定性和加工性能，克服了小分子稀土液晶的缺陷，是一类结构新颖、性能奇特的高分子材料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种键合型荧光稀土液晶离聚物及其制备方法，本发明制备的稀土液晶离聚物的液晶区间较宽，兼具稀土离子的荧光特性和液晶离聚物良好的的液晶性能、热稳定性与加工性能，可在光学、机械、电子、显示等方面具有广泛的应用前景。

为实现上述目的，一种键合型荧光稀土液晶离聚物，该离聚物的结构式为：

其中直链结构中a+b+c＝7；

R₁的结构式为

R₂的结构式为

R₃的结构式为

一种键合型荧光稀土液晶离聚物的制备方法，包括以下步骤：

(1)液晶单体4-烯丙氧基苯甲酸胆甾醇酯M₁的制备

(1-1)中间体4-烯丙氧基苯甲酰氯的合成

向反应容器中依次加入一定量的4-烯丙氧基苯甲酸和二氯亚砜得到反应液Ⅰ，在常温条件下搅拌反应3～4h，接着将反应液Ⅰ升温至50～60℃后继续搅拌反应4～6h，反应结束后减压蒸馏，除去过量的二氯亚砜得到淡黄色透明液体，即为4-烯丙氧基苯甲酰氯；所述4-烯丙氧基苯甲酸与二氯亚砜的摩尔比为1： (3～5)；

(1-2)液晶单体4-烯丙氧基苯甲酸胆甾醇酯M₁的合成

向装有冷凝管的反应容器中依次加入一定量的胆甾醇和三氯甲烷得到反应液Ⅱ，搅拌至胆甾醇全部溶解后加入一定量的除酸剂，接着向反应液Ⅱ中缓慢滴加一定量的4-烯丙氧基苯甲酰氯，在常温条件下搅拌反应4～6h后，加热回流反应3～5h，停止反应，将反应液Ⅱ冷却至室温后，抽滤得到粗产品，将粗产品用热乙醇洗涤重结晶3～6次后得到白色粉状固体，即为液晶单体4-烯丙氧基苯甲酸胆甾醇酯M₁；所述胆甾醇分别与除酸剂、4-烯丙氧基苯甲酰氯的摩尔比为1: (1.5～2):(1～1.5)；

(2)稀土配合物M₃的制备