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光折变星形聚合物一般是指将含有光折变效应所需要的不同组分的线形聚合物通过化学键的方式键接在同一个核上所形成的一类支化聚合物。本文首先合成了两个含咔唑和咔唑偶氮硝基苯生色团的功能单体,然后利用自由基聚合和RAFT聚合得到了一系列不同分子量的均聚物和共聚物。通过对RAFT聚合中所用的链转移剂进行修饰,利用RAFT聚合得到了链端含有叠氮基团的线形聚合物,随后通过叠氮-炔基的“click”反应将其键接到间苯二酚杯芳烃核(CRA)上,以期得到一些性能优异的光折变星形聚合物材料。通过1H(13C) NMR、FT-IR、GPC、UV-Vis、DSC、TG等方法对所制备的一系列聚合物进行分析和表征,利用二波耦合(TBC)实验对这些材料的光折变性能进行测试,并探讨材料的结构对其性能的影响。 第一部分,含咔唑和咔唑偶氮硝基苯的光折变线形聚合物的合成与表征。首先合成了含咔唑的功能单体CH和含咔唑偶氮硝基苯生色团的功能单体CAH。通过自由基聚合或 RAFT聚合方法制备了一系列分子量不同的偶氮类均聚物和偶氮苯生色团含量不同的共聚物。DSC表明共聚物的Tg会随着偶氮生色团含量的增加而增大;TG表明所有的聚合物都具有较好的热稳定性(分解温度 Td在300℃以上)。在THF溶剂中的UV-Vis吸收光谱表明,偶氮类均聚物和共聚物都在435 nm附近处出现了偶氮生色团的最大吸收峰,并且在薄膜状态下偶氮最大吸收峰位置会发生一定程度的红移。由二波耦合实验可知,所得到的偶氮类聚合物在零电压下均观察到了明显的TBC信号,并且由于分子量大小和偶氮苯生色团含量的影响,其光折变性能会有所差异。其中,在自由基共聚物中,二波耦合增益系数基本上会随着偶氮生色团含量的提高呈增大的趋势;利用RAFT聚合所制备的嵌段共聚物(PCH-b-CAH)的二波耦合增益系数达到了79.34 cm-1。 第二部分,含咔唑和咔唑偶氮硝基苯的光折变星形聚合物的合成与表征。首先合成了CRA末端带有八个炔基的CRA-alkyne,然后将其与链端含有叠氮基团的线形聚合物(PCH-N3和PCAH-N3)通过叠氮-炔基的“click”反应来制备星形聚合物(CRA-PCH和CRA-PCAH)。CRA-PCH具有较好的溶解性,GPC结果表明其分子量较大,根据点击反应前后分子量的变化可以算出平均接枝数超过5个;而CRA-PCAH在一般溶剂中溶解性不佳(但可溶解于NMP),使其不易进行分子量的测定。DSC表明,星形聚合物CRA-PCH和CRA-PCAH的Tg都比相应的臂要高;TG显示其都有较好的热稳定性(Td在250℃以上)。而且CRA-PCAH在NMP溶剂中的UV-Vis吸收光谱表明,偶氮吸收峰在443 nm附近处达到最大吸收,这也表明星形聚合物CRA-PCAH的成功制备。对于杂臂星形聚合物CRA-PCHx-PCAHy,由于引入了溶解性能较好PCH,其溶解性能有所改善;GPC结果显示,点击反应后聚合物的分子量有明显增加;DSC表明,制备的杂臂星形聚合物的Tg为65℃左右;TG表明其都有较好的热稳定性(Td在290℃以上)。二波耦合实验结果表明,杂臂星形聚合物CRA-PCH4-PCAH4、CRA-PCAH4-PCH4和相应的聚合物臂PCAH-N3在掺杂ECZ和C60之后,在零外加电压下都观测到了二波耦合现象,二波耦合增益系数分别为26.60 cm-1、33.14 cm-1和20.13 cm-1。