[发明专利]一种光致固-液相转变材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种光致固‑液相转变材料及其制备方法和应用，属于高分子聚合物材料领域。将烯烃官能化的偶氮苯单体、交联剂、光引发剂和有机溶剂混合，在紫外光下进行接枝反应，得到预聚体体系；所述交联剂为硫醇；将所述预聚体体系与烯类单体混合在紫外光下进行聚合反应，得到光致固‑液相转变材料。本发明将含有偶氮苯的有机小分子作为侧链，通过硫醇‑烯接枝反应将硫醇与含偶氮苯的小分子单体合成具有类似星形结构的次级结构，再将烯类单体单体与次级结构中剩余的巯基通过硫醇‑烯聚合反应连接在一起，形成具有液晶性质的含偶氮苯侧链的光致固‑液相转变材料，通过调控硫醇与烯类单体之间的用量关系和烯类单体种类实现对熔点和黏度的调控。

技术领域

本发明涉及高分子聚合物材料技术领域，尤其涉及一种光致固-液相转变材料及其制备方法和应用。

背景技术

随着工业生产中对于润滑条件的要求越来越高，现有的润滑油或者润滑脂已无法满足复杂工况下的润滑需求，需要开发一种能够根据使用条件智能调控润滑性能的材料。这种材料相较于传统的润滑材料具有能够实现非接触方式的远程调控，能够根据工况需要调节润滑性能的能力。固-液相转变材料可以在外界刺激下实现固液态之间的动态切换，并且随着状态的改变，相同条件下材料的黏度和润滑性能也随之改变。

偶氮苯类材料是目前研究中公认的可以通过紫外光调控偶氮苯分子的顺反构象实现对材料的熔点和玻璃化转变温度调控的材料。现有的策略中通过将偶氮苯官能化，以主链或者侧链的形式引入到材料中，通过偶氮苯的异构化实现对材料的熔点和玻璃化转变温度的调控。但是仍存在材料种类少的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种光致固-液相转变材料及其制备方法和应用。本发明制得的新的光致固-液相转变材料，通过调控硫醇与烯类单体之间的用量关系和烯类单体的种类实现对熔点和黏度的调控。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种光致固-液相转变材料的制备方法，包括以下步骤：

将烯烃官能化的偶氮苯单体、交联剂、光引发剂和有机溶剂混合，在紫外光下进行接枝反应，得到预聚体体系；所述交联剂为硫醇，所述硫醇中巯基的个数不低于两个；

将所述预聚体体系与烯类单体混合在紫外光下进行聚合反应，得到所述光致固-液相转变材料，所述烯类单体中含有两个双键。

优选地，所述烯烃官能化的偶氮苯单体为1-(4-丁基苯基)-2-(4-(5-己烯基氧基)苯基)偶氮烯。

优选地，所述1-(4-丁基苯基)-2-(4-(5-己烯基氧基)苯基)偶氮烯由4-(4-丁基苯基偶氮)苯酚、6-溴-1-己烯、碳酸钾、碘化钾和N,N-二甲基甲酰胺制得。

优选地，所述硫醇为3,6-二氧杂-1,8-辛烷二硫醇和/或季戊四醇四-3-巯基丙烯酸酯。

优选地，所述烯类单体为双丙烯酸酯类单体、4-(5-己烯基氧基)苯基-4-(5-己烯基氧基)苯甲酸酯，所述双丙烯酸酯类单体为2-甲基-1,4-亚苯基-双(4-((6-(丙烯酰氧基)己基)氧)苯甲酸酯)、2-甲基-1,4-亚苯基双(4-3-(丙烯酰基氧基)丙氧基)苯酸酯或1,6-己二醇二丙烯酸酯。

优选地，所述烯烃官能化的偶氮苯单体与交联剂的质量比为40～60:20～40。

优选地，所述烯烃官能化的偶氮苯单体与烯类单体的质量比为40～60:20～30。

优选地，所述接枝反应和聚合反应的紫外光波长均为365nm，时间独立地为5～10min。

本发明还提供了上述技术方案所述制备方法制得的光致固-液相转变材料。

本发明还提供了上述技术方案所述的光致固-液相转变材料在光调控智能材料中的应用。