[发明专利]含有液晶基元的内酯芳族衍生物及制备方法和侧链型液晶聚合物及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种含有液晶基元的内酯芳族衍生物及制备方法，以及由该含有液晶基元的内酯芳族衍生物作为聚合单体制备的侧链型液晶聚合物及其制备方法与应用。本发明首先采用有机合成方法制备含液晶基元的内酯衍生物，再利用开环聚合方法制备侧链型液晶聚合物，反应步骤简单，反应条件温和，且可通过控制引发剂及聚合单体的投料比合成指定分子量的聚合物。制备的侧链型液晶聚合物符合注塑、模压、挤出、涂覆等常规方法的加工要求。能够用于显示、光学记录、色谱分离、相变储能、生物组织恢复等领域。

技术领域

本发明属于液晶聚合物技术领域，涉及一种含有液晶基元的内酯芳族衍生物及制备过程，以及由该含有液晶基元的内酯芳族衍生物作为聚合单体制备的侧链型液晶聚合物及其制备方法与应用。

背景技术

液晶高分子是在一定条件下能以液晶态存在的高分子，与高分子化合物相比它有液晶相所特有的分子取向序和位置序；与小分子液晶化合物相比，它又具有高相对分子质量和高分子化合物的特征。目前侧链型液晶高分子其柔性主链主要有聚醚、聚(甲基)丙烯酸酯、聚硅氧烷等几种。其合成方法通常为以下两种方式：

1)由单体经聚合反应合成

先合成侧链含有液晶基元的单体，再利用缩聚、连锁聚合、共聚合、开环聚合等实现高分子化。

专利EP0528050A1合成了多种含有液晶基元的环氧丙烷衍生物，并在BF₃基催化剂作用下阳离子聚合成侧链型液晶聚合物。

专利CN102976971A提供了一种用于合成聚丙烯酸酯类侧链液晶聚合物的单体的制备方法。

专利CN103087296A采用取代基为偶氮苯衍生物的5-取代环辛烯经开环易位聚合合成了一种侧链型液晶聚合物。

专利US5496670提供了一种用于光学存储媒介的侧链型液晶聚合物的制备方法，该发明首先制备出侧链具有偶氮苯等光致变色结构液晶基元的1,3-丙二醇，然后与取代/未取代的脂肪族二元羧酸聚合制备侧链型液晶聚合物。

专利US9815935B2提供了一种主链为共聚内酯或聚交酯型、侧链为含胆甾型液晶基元的聚合物的制备方法。该方法首先采用多元醇引发卤代的/非卤代的内酯开环共聚得到卤代的共聚内酯主链，利用卤素原子与NaN₃反应形成带有叠氮结构的聚内酯主链，再通过点击反应与端基为炔基的液晶基元反应，从而制备可生物降解的侧链液晶聚合物弹性体。

2)高分子化学反应

利用高分子侧基基团与含有液晶基元的小分子发生反应，从而在主链高分子上引入液晶基元，以实现液晶性，主要有侧基加成和侧基消去两种方法。

专利CN102643432A采用将合成的含联二萘基团的烯基交联剂及含胆甾相液晶基元的烯基单体通过硅氢自由基加成接枝到硅氧烷主链上。

专利CN1715309A采用硅氢加成方法制备了含有手性基团、液晶基元、染料或交联基元等三种不同侧链结构的胆甾液晶聚合物。

专利US6184322中提供了一种主链为硅氧烷结构、液晶基元中含过渡金属元素的侧链液晶聚合物及其齐聚物的制备方法。

由上述专利分析可以看出，目前侧链型液晶聚合物的制备方法通常是先合成含有液晶基元的丙烯酸酯、环氧烷烃、环烯烃的聚合单体，然后再采用自由基聚合或开环聚合的方式获取侧链型液晶聚合物；或者先合成端基为烯基的液晶基元再通过硅氢加成将液晶基元接枝到硅氧烷主链上。