一種00雙折射率材料的合成方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種00雙折射率材料的合成方法。該方法將兩種或兩種以上的可自由基聚合的單體利用原子轉(zhuǎn)移自由基聚合的方法聚合反應(yīng)，通過調(diào)整兩種或兩種以上的可自由基聚合的單體的比例制備得到00雙折射率高分子聚合物材料。本發(fā)明的方法，可以解決現(xiàn)有00雙折射率材料合成方法存在的分子量可控性差，反應(yīng)過程中容易出現(xiàn)爆聚，分子量相對分子質(zhì)量分布不好00雙折射率的偏差大及反應(yīng)效率低等問題等缺點(diǎn)，同時設(shè)計利用點(diǎn)擊反應(yīng)調(diào)節(jié)材料的00雙折射率性質(zhì)。
【專利說明】-種00雙折射率材料的合成方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種00雙折射率材料的合成方法，特別涉及一種利用原子轉(zhuǎn)移自由 基聚合及點(diǎn)擊化學(xué)的合成技術(shù)合成00雙折射率材料。

【背景技術(shù)】
[0002] 高分子聚合物材料與玻璃相比具有重量輕、成本低及易于加工等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)被廣 泛應(yīng)用于各種光學(xué)設(shè)備如液晶顯示器（LCD)、光盤及光柵等設(shè)備。然而，由于其在制造過程 或者在環(huán)境中使用，高分子材料往往表現(xiàn)出雙折射率性質(zhì)。因此需要精確的透鏡或者其他 手段來維持光的偏振狀態(tài)。因此，十分有必要設(shè)計合成一種00雙折射率材料，光通過該種 材料后其偏振狀態(tài)不發(fā)生改變。利用該種材料制備的膜材等設(shè)備不改變光的偏振性質(zhì)，提 高光的利用率。現(xiàn)在有的該種材料的合成技術(shù)采用二元、H元及四元體系本體傳統(tǒng)的自由 基聚合手段，通過調(diào)節(jié)不同組分比例控制反應(yīng)時間加入鏈轉(zhuǎn)移劑來合成00雙折射率材料 (Shuhei Iwasaki, Zen Satoh, Houran Shafiee, Akihiro Tagaya, Yasuhiro Koike. Polymer 【J】.2012, 53:3287-3296)。然而該種合成方法具有一定的局限性，本體自由基聚合由于存 在鏈轉(zhuǎn)移和鏈終止反應(yīng)，不能較好的控制相對分子質(zhì)量、相對分子量分布及大分子結(jié)構(gòu)，其 單體轉(zhuǎn)化率低，容易爆聚，分子量不容易控制且相對分子質(zhì)量分布不好；因而，本體自由基 聚合合成出的00雙折射率材料性質(zhì)可控性較差。
[0003] 諾貝爾獎獲得者化a巧less首次提出"Click化emistry"概念，其中較為成熟研 究的是亞銅催化的疊氮與快基之間的1, 3-偶極環(huán)加成反應(yīng)，具有局效率、局選擇性、反應(yīng) 條件溫和、無副產(chǎn)物的優(yōu)點(diǎn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本專利涉及利用原子轉(zhuǎn)移自由基聚合手段及點(diǎn)擊化學(xué)技術(shù)設(shè)計合成00雙折射率 材料。
[0005] 本發(fā)明提供一種00雙折射率高分子聚合物材料的制備方法，具體是，將兩種或兩 種W上的可自由基聚合的單體利用原子轉(zhuǎn)移自由基聚合的方法聚合反應(yīng)，制備得到00雙 折射率高分子聚合物材料；其中，通過調(diào)整可自由基聚合的單體的摩爾比例使其總的定向 雙折射率和總的光彈性系數(shù)均為零。00雙折射率狂ero-Zero-Bire化ingence)是指材料 的定向雙折射率（取向度）和光彈性雙折射率（光彈性系數(shù)）均為0,即無雙折射性質(zhì)，或零 雙折射。通常雙折射率性性質(zhì)分為兩種類型，第一種是定向雙折射率性質(zhì)（orientational hire化ingence)，主要由高分子材料的主鏈段的排布決定的；另外一種是光彈性雙折射率 性質(zhì)（photoelastic birefringence),由低于高分子材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg)的彈性 形變決定的。不同聚合單體分別具有不同的0B及PB性質(zhì)，其正負(fù)性均有可能。通過設(shè)計 合成高分子聚合物使得其所有單體的0B總和及PB總和均為零，則該種材料便展現(xiàn)出00雙 折射率的性質(zhì)，光在通過該種材料時其偏振狀態(tài)不發(fā)生改變。每種材料的PB及0B性質(zhì)均 不相同，表1給出了幾種常用的用于合成00雙折射率材料的單體的化學(xué)結(jié)構(gòu)及其性質(zhì)。
[0006] 所述調(diào)整兩種或兩種W上的可自由基聚合的單體的比例為根據(jù)利用下述公式 (1)-(3)計算獲得單體的摩爾百分含量，并根據(jù)計算結(jié)果調(diào)整單體的比例：
[0007]

【權(quán)利要求】
1. 一種OO雙折射率高分子聚合物材料的制備方法，其特征在于：將兩種或兩種以上的 可自由基聚合的單體利用原子轉(zhuǎn)移自由基聚合的方法聚合反應(yīng)，制備得到00雙折射率高 分子聚合物材料；其中，通過調(diào)整可自由基聚合的單體的摩爾比例使其總的定向雙折射率 和總的光彈性系數(shù)均為零。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述調(diào)整可自由基聚合的單體的比例的 方法是根據(jù)利用下述公式（1)-(3)計算獲得單體的摩爾百分含量，并根據(jù)計算結(jié)果調(diào)整單 體的比例：
其中，Ληυ表示聚合物的總的定向雙折射率、ΛI(xiàn)i1U表示聚合物組分1的定向雙折射 率……ΛI(xiàn)iitl表示聚合物組分i的定向雙折射率；C表示聚合物的總的光彈性系數(shù)，C1表示 組分的光彈性系數(shù)……Ci表示組分i的光彈性系數(shù);Wl表示可自由基聚合的單體組分1的 摩爾百分含量……Wi表示可自由基聚合的單體組分i的摩爾百分含量； 計算Λn°和C均為0時各可自由基聚合的單體單體組分的摩爾百分含量。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述聚合反應(yīng)的體系包括所述兩種或兩 種以上的可自由基聚合的單體、原子轉(zhuǎn)移自由基聚合引發(fā)劑、催化劑和溶劑。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于：所述催化劑為亞銅/多氮配體絡(luò)合催化 體系。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于：所述原子轉(zhuǎn)移自由基聚合引發(fā)劑帶有活 潑鹵素取代基的化合物。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于：所述原子轉(zhuǎn)移自由基聚合引發(fā)劑選自 N-溴代丁二酰亞胺、2-溴異丁酸乙酯、二氯化芐、2, 2, 2-三氯乙醇及N-溴代丁二酰亞胺中 的一種或兩種以上任意組合。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述可自由基聚合的單體選自除烯烴以 外的乙烯基類單體。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于：所述可自由基聚合的單體選自苯乙烯，甲 基丙烯酸二甲氨基乙酯，異丙基丙烯酰胺，甲基丙烯酸丁酯，4-乙烯基吡啶，甲基丙烯酸甲 酯，甲基丙烯酸環(huán)氧丙酯中的一種或兩種以上任意組合。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述聚合反應(yīng)的溫度為60°C_120°C。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：所述方法中還包括將獲得的下述1)和 2)所述的兩類00雙折射率高分子聚合物材料進(jìn)行點(diǎn)擊反應(yīng) ： 1) 兩種或兩種以上的可自由基聚合的單體按照所述原子轉(zhuǎn)移自由基聚合的方法聚合 反應(yīng)得到的〇〇雙折射率高分子聚合物，其中，原子轉(zhuǎn)移自由基聚合的體系中的引發(fā)劑帶有 活潑鹵素取代基和疊氮基團(tuán)； 2) 兩種或兩種以上的可自由基聚合的單體按照所述原子轉(zhuǎn)移自由基聚合的方法聚合 反應(yīng)得到的OO雙折射率高分子聚合物，其中，原子轉(zhuǎn)移自由基聚合的體系中的引發(fā)劑帶有 活潑齒素取代基和塊基； 其中，1)和2)所述的兩類00雙折射率高分子聚合物的配比和選擇，使最終獲得的高分 子材料呈現(xiàn)00雙折射率性質(zhì)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于：所述點(diǎn)擊反應(yīng)的溫度為60-90°C。
【文檔編號】C08F220/14GK104448109SQ201410830141
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月26日
【發(fā)明者】祝明, 楊亞鋒, 譚繼風(fēng) 申請人:京東方科技集團(tuán)股份有限公司