[发明专利]一种利用吡啶杂环偶氮苯制备超分子组装体薄膜材料

说明书

本发明公开了一种利用吡啶杂环偶氮苯制备超分子组装体薄膜材料的方法，本发明利用带有四个羧基的吡啶杂环偶氮苯AZO与聚二甲基二稀丙基氯化铵PDAC通过静电自组装的方式制备AZO/PDAC组装体薄膜材料。该薄膜材料具优异的紫外光响应性和稳定性。该体系有望推动智能响应材料在复杂环境中的应用，为后续多响应复合体的构建提供了思路。

技术领域

本发明涉及一种利用吡啶杂环偶氮苯制备超分子组装体薄膜材料。

背景技术

当材料产生微裂纹或者发生断裂时，增加材料的温度，导致氢键发生重排，实现自修复。Leibler等人利用氢键给体和柔性单元组装形成超分子聚合物网络，弹性体中的大量氢键提高了材料的机械强度，并且赋予了弹性体自修复的功能。体系采用二聚体和三聚体脂肪酸和氢键供体相互作用，使聚合物的玻璃化转变温度降低到28ºC。同时体系中大量网状结构有效防止了聚合物结晶，用刀切断弹性体后，两个表面相互接触，接触面的氢键发生重排，最终断裂面完全修复。

封伟等人利用静电组装法制备了不同投料比的偶氮苯/聚合物复合体，制备了刺激响应性薄膜。该薄膜在紫外光照下会发生明显的形变，停止紫外光照射后会继续发生卷曲，最终又可回复到初始的平整状态。

但是，到目前为止，材料的响应性能依然较差、灵敏度不高，自组装形成的薄膜自支撑性不好。本发明制备了一种偶氮苯单体，通过超分子作用力与聚合物复合，制备自支撑性能良好的光响应材料。

发明内容

基于上述问题，本发明的目的是提供了一种利用吡啶杂环偶氮苯制备超分子组装体薄膜材料。该发明利用基于多重氢键作用的超分子组装体制备出了稳定性好、响应快的光驱动螺旋体系，拓宽了多重氢键超分子组装体在光驱动器件上的应用。

本发明的技术方案包括以下步骤：

S₁.制备吡啶杂环偶氮苯AZO，包括以下步骤：

S_1-1.称取25 mmol的5-氨基间苯二甲酸溶于60mL 0.1 mol/L的盐酸溶液中，放置于冰水浴中（温度为0℃），将25mL 0.1 mol/L的亚硝酸钠溶液缓慢滴加到上述5-氨基间苯二甲酸盐酸溶液中，在2℃下搅拌3 h，得到重氮盐溶液；

S_1-2.将25 mmol 2,6-二羧基吡啶溶解于60 mL 0.1 mol/L的盐酸溶液中，在2℃下搅拌至完全溶解；

S_1-3.将步骤S_1-1制备的重氮盐溶液在磁力搅拌下缓慢滴加到步骤S_1-2中制备的溶液中，在2℃下反应4 h；用饱和碳酸钠和去离子水将溶液调节至中性（Ph=7），将产物抽滤，并用去离子水洗涤滤饼，并将洗涤后的滤饼在40℃真空下干燥24h，得到粗产物，最后用乙醇/水混合溶液对粗产物进行重结晶，并通过硅胶柱色谱进行分离提纯，得到吡啶杂环偶氮苯AZO，其分子结构如下所示：

；

S₂.将吡啶杂环偶氮苯和氢氧化钠按摩尔比为1:1-5溶解在去离子水中，制成溶液一；同时将聚二甲基二稀丙基氯化铵溶解在去离子水中，制成浓度为0.1g/mL-1g/mL的聚二甲基二稀丙基氯化铵水溶液；

S₃.将步骤S₂制备的聚二甲基二稀丙基氯化铵水溶液边搅拌边滴加到吡啶杂环偶氮苯水溶液中，其中吡啶杂环偶氮苯与聚二甲基二稀丙基氯化铵的质量比为1:2-22,并充分搅拌20-48h后得到组装体溶液;

S₄.将步骤S₃中的组装体溶液进行多次透析处理，充分除去反应体系中的NaCl，并对透析后的溶液进行旋蒸浓缩；