[发明专利]一种光电活性苯并噁嗪树脂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种光电活性苯并噁嗪树脂，该树脂由含有偶氮结构和苯胺齐聚链段的苯并噁嗪单体在加热条件下发生开环聚合反应制得。具体制备方法如下：(1)将多聚甲醛、含偶氮结构酚、分散介质加入到反应釜中后，在25～60℃条件下搅拌0.5～1h；(2)加入电活性伯胺，在25～60℃，氮气气氛条件下搅拌反应1～4h；(3)将反应液体系升温到75～150℃回流反应6～10h；(4)将体系冷却至室温，经碱洗、水洗，分离出有机相，除去分散介质，干燥，得到光电活性的苯并噁嗪单体；(5)该单体开环聚合反应得到光电活性苯并噁嗪树脂。本发明苯并噁嗪树脂具有光致变色和电致变色性能，可应用于光致变色和光学传感器件、防伪以及医用生物领域。

技术领域

本发明属于有机高分子材料技术领域，具体涉及一种新型光电活性苯并噁嗪树脂及其制备方法。

背景技术

高分子材料独特的结构和易改性、易加工特点，使其具有其他材料不可比拟、不可取代的优异性能，从而广泛用于科学技术、国防建设和国民经济各个领域，并已成为现代社会生活中衣食住行用各个方面不可缺少的材料。高模量、高强度、高耐温性的高分子材料，以其高比强度和刚度、低温稳定性能、低热膨胀系数以及优异的阻尼性能已广泛应用在航天航空和电子电器等高端领域。随着科技的日新月异和社会的快速进步，高性能高分子材料在结构和性能上都发展迅速。高性能树脂基材料在诸多领域的应用逐渐趋于多功能化。其中，光活性和电活性高分子材料，在光电器件、传感器、电磁屏蔽、金属防腐、隐身和防伪技术上有着广泛的应用前景，得到研究工作者的广泛关注。

电活性高分子材料中π-π大共轭结构在电场作用下可以发生完全可逆氧化还原反应和分子可逆变形，并能产生分子驱动作用。在氧化还原过程中，伴随着完全可逆的颜色变化，可实现电致变色。这不仅在信息存贮、显示上有应用前景，在军事目标的伪装和隐身技术上也有潜在价值。电活性高分子材料π-π大共轭结构可逆“掺杂”/脱“掺杂”过程，使其导体/半导体/绝缘体特性可控转变。目前，研究工作者多侧重制备含苯胺链段的热塑性电活性聚合物材料。光活性材料在紫外光和可见光的照射下能产生可逆变色效应，其特殊的光学性质在光信息储存、防伪、光控开关等光电领域具有广泛的应用前景。有机光致变色材料，根据机理主要分为：(1)化学键异裂的螺吡喃、螺噁嗪等化合物；(2)化学键均裂的二芳基乙烯类、(3)质子转移互变异构的水杨醛缩苯胺类席夫碱和(4)顺反异构类的偶氮苯型化学物。有机小分子化学物，不具备加工性能和力学强度。将光致变色单元与高分子材料化学键合后，可以制备具有良好耐热性和抗疲劳性的光致变色高分子材料。目前，研究者对光活性和电活性高分子材料的研究，多为独立分支状态。而且，在苯并噁嗪树脂材料领域，还未曾出现具有光电活性的功能化苯并噁嗪树脂材料，这限制了苯并噁嗪树脂材料的应用领域。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种具有光活性和电活性的高性能苯并噁嗪树脂。

本发明的另一个目的是提供一种具有光活性和电活性的苯并噁嗪树脂的制备方法。

为了实现本发明这些目的，本发明提供了一种光电活性苯并噁嗪树脂，该苯并噁嗪树脂由含有偶氮结构(偶氮基)和苯胺齐聚链段的苯并噁嗪单体在加热条件下发生开环聚合反应制得。所述苯并噁嗪单体在160～180℃固化反应2～4h，然后在200～220℃固化反应1～3h，得到光电活性苯并噁嗪树脂。

优选的是，所述苯并噁嗪单体的分子结构式为结构a、结构b、结构c、结构d、结构e、结构f、结构g或结构h其中的一种，所述的结构a、结构b、结构c、结构d、结构e、结构f、结构g、结构h的具体结构如下：

上述结构中R为：

其中，x＝1-5。