一类新颖的侧链型偶氮聚合物的超分子构筑及其光致取向和液晶性能研究

In this project, on the basis of traditional side-chain liquid crystal polymers, a novel synthesizing method of side-chain azobenzene-containing polymers is put forward through supramolecular interactions alternating covalent bonding and their corresponding photoinduced orientaion behaviors and liquid crystalline properties of liquid to be researched. Firstly, a series of azo-containing intermediate compounds with a push-pull electeonic structure are to be prepared and connected with adamantyl groups via functional reactions. Secondly, the host molecules, β-cyclodextrin are synthesized pendant from a polymer backbone(e.g. polypropylene acid). At last, with good size matching and strong supramolecular interactions between β-cyclodextrin and the adamantyl groups, a novel sery of side-chain azo polymer is expected to be achieved. On this basis, focusing on the liquid crystalline properties and photoinduced orientation behaviors, the synthesized new supramolecular side-chain azo-containing polymers are to be characterized especially in their properties in optical holographic, gray scale and unsaturated storage and the potential applications in optical storage are to be explored.

在研究传统侧链型偶氮液晶聚合物的基础上，本项目拟通过引入超分子相互作用替代共价键连接的方式，更加灵活地组装合成出一类新颖的侧链型偶氮聚合物并深入研究其光致取向及液晶性能。首先合成出系列含推-拉电子结构的偶氮中间体小分子并通过官能团反应使之与金刚烷基团键接；其次将超分子组装的主体分子β-环糊精侧接于聚合物（如聚丙烯酸等）主链之上作为聚合物骨架；最后，利用β-环糊精与金刚烷基团良好的尺寸匹配性及强的超分子相互作用，将偶氮-金刚烷基团与侧接环糊精主体的聚合物骨架进行超分子自组装构筑，有望得到一类新颖的侧链型偶氮聚合物。在此基础上，重点研究该类超分子组装偶氮聚合物的光致取向行为及液晶性能，最后考察该类化合物在光全息存储、灰阶存储、不饱和存储过程中所展示的特性进而探讨其在光存储方面的实际应用。

本项目从研究传统的侧链型偶氮液晶聚合物出发，合成了一系列含推拉电子结构的侧链型偶氮液晶聚合物并较为系统地研究了偶氮均聚物、共聚物在光致异构和光致取向、光学元器件制作、刺激响应型功能性材料体系等方面的应用。在此基础上，为探索超分子自组装制备偶氮聚合物的方法并探究其潜在的液晶性能，设计合成了含β-环糊精的聚合物骨架和含金刚烷基的偶氮小分子侧基，借助β-环糊精基团与金刚烷基良好的超分子匹配成功制得了侧链型超分子偶氮聚合物，证实了这类制备方法的确可以通过灵活的主客体配伍来获得偶氮聚合物。然而，如同项目原先也曾预计过的那样，由于环糊精基团刚性和极性较大，得到的超分子侧链偶氮聚合物成膜性能不佳，存在厚度不均和组分相分离的现象，用目前已经尝试的各种方法难以达到光致取向和光存储的要求，有待后续进一步思考和改进。. 此外，在研究基于β-环糊精的超分子自组装机理时，重点拓展研究了β-环糊精与含PEG的三嵌段缩聚物的包合行为。结果证实了在引入一定长度疏水中心链段的情况下，PEG链节可以与β-环糊精进行包合，其可能的机理是沿聚合物主链在氢键诱导下的疏水放大效应。另外，在之前为改善超分子偶氮聚合物涂膜性能的一系列尝试中，首次探讨了β-环糊精与腰果酚的超分子自组装过程并同时研究了腰果酚基偶氮共聚物的自组装形成囊泡等问题，均得到了较好的研究结果。