[发明专利]一种光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活性苯并噁嗪树脂及其制备方法，该树脂由含偶氮结构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：S1、将醛、酚类化合物和分散介质加入到反应釜中后，酚类化合物或伯胺类化合物的分子结构中含有偶氮基，升温至45～65℃；S2、加入伯胺类化合物，恒温45～65℃，在氮气气氛条件下反应1～4h；S3、反应液升温到75～150℃回流反应6～8h；S4、冷却至室温，分离出有机相，除去分散介质，干燥得到苯并噁嗪单体；S5、该单体开环聚合反应得到光活性苯并噁嗪树脂。本发明的光活性苯并噁嗪树脂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活性苯并噁嗪树脂及其制备方法。

背景技术

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。光活性材料还可以作为纳米载体，用于药物的包封与光控释放等方面。根据这类材料的性能特点，光活性材料通常又称为光致变色材料。所谓的光致变色是指，一种化合物A，在一定波长的光照下，其结构发生改变而生产另一种具有不同吸收光谱的化学物B。当在其它波长的光照下，产物B又恢复至产物A的结构。在这一过程中，不仅存在光谱变化，也会引起光、电、磁以及机械能的改变。通过对光致变色化合物进行修饰或结构设计，可以开发新材料，并拓展该类材料潜在的应用价值。偶氮类化合物经紫外光照射后，其结构由顺式变为反式，在可见光或加热条件下又会变为原来的结构。利用偶氮化合物在反式结构状态时表现出来更高极性的特点，可用来制备可控制的疏水表面，基于多肽、壳聚糖、环糊精等偶氮类化合物可制备水凝胶和超分子等体系。

高性能含偶氮结构光致变色高分子材料，具有良好的热稳定性能和特殊功能，逐渐得到研究工作者关注。树脂材料的精细化、多功能化和高性能化是科技和社会发展需求的必然。苯并噁嗪树脂是近三十年来为数不多的成功实现产业化的高性能热固性树脂新品种，其灵活的分子设计性、低成本及独特的性能优势，使其在高性能化及功能改性方面受到较多关注。苯并噁嗪树脂在很多应用领域可替代并超越传统的热固性树脂，为功能型苯并噁嗪树脂的应用和推广奠定基础。现有技术中，关于苯并噁嗪树脂的光活性性能研究鲜有报道，还没有出现光活性苯并噁嗪产品。因此，研究出具有光活性的苯并噁嗪树脂，使其既具有偶氮类材料的光活性，又具有苯并噁嗪树脂高模量、高强度和高热性能，可拓展苯并噁嗪树脂在高端领域的应用市场和前景。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种具有光活性的苯并噁嗪树脂。

本发明的另一个目的是提供一种光活性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活性苯并噁嗪树脂，该苯并噁嗪树脂由含偶氮结构苯并噁嗪单体在加热条件下发生开环聚合反应制得。

优选的是，该苯并噁嗪树脂由含偶氮结构苯并噁嗪单体在150～180℃反应1～5h，然后在190～220℃反应1～4h制备而成。所述含偶氮结构苯并噁嗪单体由酚类化合物、伯胺类化合物和醛作为原料相互反应制成；其中，酚类化合物分子结构中含有偶氮基或伯胺类化合物分子结构中含有偶氮基，或酚类化合物和伯胺类化合物分子结构中均含有偶氮基。

优选的是，含偶氮基的酚类化合物为4-(苯基偶氮基)苯酚、2-(4-硝基苯偶氮)-4-甲基苯酚、2-苯偶氮-4-甲基苯酚、4-(4-硝基苯偶氮)间苯二酚、2,2’-二羟基偶氮苯、4-(2-噻唑基偶氮)间苯二酚、4,4’-偶氮二苯酚和4-(2-吡啶基偶氮)间苯二酚其中的一种。

优选的是，含偶氮基的伯胺类化合物为4-胺基偶氮苯、4,4’-偶氮二苯胺、二苯基-4,4’-二(偶氮-2-)-1-胺基萘-4-磺酸钠、1-[(1-氰基-1-甲基乙基)偶氮]甲酰胺、4-[(4-硝基苯基)偶氮]苯胺和2,3’-二甲基-4’-胺基偶氮苯其中的一种。