CS200359B1 - Fotocitlivé polymery a způsob jejich výroby - Google Patents

Fotocitlivé polymery a způsob jejich výroby Download PDF

Info

Publication number
CS200359B1
CS200359B1 CS126378A CS126378A CS200359B1 CS 200359 B1 CS200359 B1 CS 200359B1 CS 126378 A CS126378 A CS 126378A CS 126378 A CS126378 A CS 126378A CS 200359 B1 CS200359 B1 CS 200359B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
polymer
weight
photosensitive
parts
formula
Prior art date
Application number
CS126378A
Other languages
English (en)
Inventor
Libor Matejka
Stanislav Nespurek
Karel Dusek
Maciej Kucharski
Original Assignee
Libor Matejka
Stanislav Nespurek
Karel Dusek
Maciej Kucharski
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Libor Matejka, Stanislav Nespurek, Karel Dusek, Maciej Kucharski filed Critical Libor Matejka
Priority to CS126378A priority Critical patent/CS200359B1/cs
Priority to CS792623A priority patent/CS200360B1/cs
Publication of CS200359B1 publication Critical patent/CS200359B1/cs

Links

Landscapes

  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Description

Vynález se týká fotocitlivých polymerů pro záznam informace.
S prudkým rozvojem optoelektroniky vzniká současně nutnost přípravy nových materiálů, jejichž optická vlastnosti (index lomu, absorpce) je možné řídit světlem. Hlavním důvodem je vytváření nových optických prvků v integrované optice a optických sdělovacích systémech. ťodobná situace vznikla v oblasti informační politiky. Etále rostoucí počet nových informací vyžaduje nové přístupy k záznamu a zpracování optických dat. Jednou z možností záznamu optické informace je holografický záznam. í'ato metoda se odlišuje ad klasického amplitudového záznamu především tím, že současně zaznamenává fázi světelného pole. 2 výhod této metody uveďme zejména: větší kapacita záznamu, možnost získáni prostorového obrazu, holografická interferometrie aj.
Hologram může být zaznamenán bud v celém objemu záznamového média nebo může vzniknout tvarovou modulací povrchu.Objemový záznam může mít amplitudový nebo fázový charakter podle toho, mění-11 světelné pole koeficient absorpce nebo index lomu materiálu. Pro řadu aplikací je výhodné, jsou-li tyto změny reversibilní. v současné době je známa celá řada materiálů, které je možno použít pro trvalý holografický záznam, např. fotografické emulse, světlem polymerující a síťující materiály. 2-e skupiny reversibilních médií je nutné zmínit se o fotochromních systémech, elektrooptických materiálech, termoplastických médiích aj.
polymerních materiálů se pro reversibilní záznam informace používají např. fotocitlivé
200 359
200 359 fotocitlivé termoplastické vrstvy konjugovaných polymerů (Mylnlkov V.C., Aerenin A.N.i Dokl. AN SSSR 153· 1381, 1963; Saneom A. Kozol E.T, i Proč. Display, IEE Conf. str. 325, 1971) nebo tuhé polymerní metrice (polystyren, poly(vinylalkohol), poly(methylmethakrylát) polyakrylonitrii), ve kterých je rozpuštěna fotochromní látka - spiropyran. Rozlišovací schopnost nejúčinnějši fotochromní vrstvy - spiropyran v polystyrenu - činila 300 čar/mm. (LeřČienský M.> Eáznam informace do organických materiálů, ČSAV, 1974 a zde citovaná literatura).
xre řadu aplikací je výhodné z hlediska velké difrakční 'účinnosti, kapacity záznamu infarmaoe a možnosti opakovaného záznamu užívat objemového, fázového holografického záznamu v reversibilních materiálech. E této skupiny látek se již prakticky osvědčily některé elektrooptické krystaly, např. LiNbOy Příprava těchto monokrystalů Je však značně náročná Objevily se proto snahy využít velkých možností variability organických struktur pro přípravu novýoh světlocitlivých materiálů, které by se nemusely připravovat ve formě monokrystalů. Eatím je však známo pouze několik látek pro objemový, fázový a reversibilní záznam, např. toluensulfát, deriváty etilbenu, atd. Velkou nevýhodou organických materiálů tohoto druhu ja jejioh malá citlivost a rychlá únava.
Nyní ae ukázalo, še uvedené nedostatky lze odstranit reversibilními světlocitlivými materiály o vysoké difrakční účinnosti na bázi polymerů s kovalentně navázanou fotochromní složkou, zejména kopolymerů malelnanhydridu s některými vinylickými nebo alkenovými monomery, např. styrenem, alkylvinylethery, ethylenem atd. Fotochrom představují aromatické azoslouČeniny.
Předmětem vynálezu Jsou fotocitlivé polymery obecného vzorce I
(X)
kde R . CH2 - CH2 , CH - CHg,
Rx . H, SOjNa ; R2 . H, OCHj
R3 . H, CH3(CH2)k, k - 0,1,3,7
R4 - CH3(CH2)2 , Z - 0,1,3 n 102 - 104
R5 - CH3(CH2)m , m - 1,3,5,11
200 359 x,y,z, jsou molární zlomky, které ee mohou měnit v tomto rozmezí : x - 0,10 - 0,99 y « θ,ΟΙ - 0,90 (x + y + z 1) z « 0,10 - 0,99
Botocitlivé polymery obecného vzorce I se podle vynálezu připraví tak, že se na příslušný kopolymer maleinhydridu obecného vzorce II { fH * °H - R) n (II),
CO co kde Ran mají shora uvedený význam působí aromatickou azosloučeninou obsahující aminoskupinu vzorce
kde R^a I^mají shora uvedený význam, a výsledný produkt se solvolysuje reakcí se sloučeninou obecného vzorce R^OH , kde R^ má shora uvedený význam.
'1‘ento systém je forochromní a připraví se reakcí kopolymerů maleinhydridu a uvedených monomerů v roztoku s aromatickými ezosloučeninami obsahujícími aminoskupinu. Obsah fotochromní složky v systému lze regulovat vzájemným poměrem obou řeakčních komponent. Světlócitlivé polymery lze sílovat pomocí diaminů.
Kópolymery maleinhydridu s výše uvedenými monomery se připravují kopolymeraci obou řeakčních složek, výhodně např. v ekvimolárním poměru, podle způsobů popsaných v literatuře (např. L.Flett, Maleio Anhydride Derivatives, J. Willey & Sons, New York, 1952 a zde citovaná literatura). V příkladu 1 je uveden popis přípravy kopolymeru maleinhydridu se styrenem.
L hlediska chemické stability je výhodné provést hydrolýzu anhydridových skupin polymerního materiálu nebo jejich částečnou esterifikaci alifatickým alkoholem v roztoku při zvýšené teplotě, ^uto modifikaci polymeru je možno uskutečnit přímo v reakční směsi po přípravě světlocitlového polymeru reakcí s azosloučeninou nebo rozpuštěním již izolovaného fotocitlivého polymeru, resp. nabotnéním zesilovaného polymeru ve vhodném rozpouštědle.
Fotochromní polymery podle vynálezu jsou zpravidla do červena zbarvené tuhé látky. Intenzita zabarvení závisí na obsahu fotochromní složky v systému. Polymery jsou rozpustné v polárních organických rozpouštědlech jako je např. tetrahydrofuren, dioxan, aceton, dimethylformamid. Při přípravě světlocitlivé folie se polymer rozpustí v těkavém rozpouštědle, např.tetrahydrofuranu. Roztok se nalije na skleněnou desku a rozpouštědlo se nechá pomalu odpařit za laboratorní teploty. Tloušíku světlocitlivé fólie lze regulovat koncentrací tetrahydrofuranového roztoku polymeru.
Sessílované polymery jsou nerozpustné a lze je odlévat do vhodných fórum.
Po ozáření ultrafialovým světlem dochází v aromatických azosloučeninách ke geometrické isomerizaci trans-cis okolo centrální dvojné vazby -N»N-. Fotokonvérze na cis isomer závisí na vlnové délce použitého záření, rozpouštědle, teplotě a na dalších faktorech.
200 359
Ve tmě probíhá termicky aktivovaná zpětná reakce na stabilnější trans isomer. lářením indukovaná ieomerizace ae projevuje změnou ultrafialového spektra. Absorpční spektra použitých azoeloučenin vykazují v tetrahydrofuranovém roztoku po ozáření dve charakteristická pásy trans a cis lsomeru ve viditelná a blízká UV oblasti spektra. Např. v případě 4-aminobenzenu absorbuje při 390 nm trans-isomer, a při 350 nm cis-forma. Po navázání fotochromních skupin ns polymer nastává hypsochromní posun příslušnýoh absorpčních pásů, ale charakter ieomerizace je stejný jako u volných azoeloučenin. obrázku jsou uvedena abssrpční epektra fotocitlivých látek ve tmě a po ozáření i křivka 1-4 aminoazobenzen (va tmě), l'(pe ozáření), 2- kopolymér malelnenhydrid se styrenem, obsahující azoskuplny v bažaích větvích - ve vzorci, kde R »CH - CHg, Rj - Rg « H, x«O,55,y « 0,45, z « 0, «= 3000, křivka £(po ozáření).
Fotokonverze na cis iaomer po ozáření je poměrně vysoká. b polymeru kie B » CH - CHg, R^ Rg « Η, x « 0,28, y « 0,72, z »0, n« 3.10^ dosahuje 85 %.
Termicky aktivovaná zpětná iaomerizaoe cis-trans je kineticky reakcí 1. řádu. Při 20 °C se hodnota rychlostní konstanty reakce pro jednotlivá polymerní světlocitlivé systémy poq i .
hybuJe v rozmezí k«0,4-2,5 . 10 J min . Rychlost reakce lze zvýřit např. katalýzou H ionty.
Fotocitlivá polymery dle vynálezu lze použít k získání reverzibilního holografiekého objemového záznamu s vysokou rozlišovací schopností. Například folie polymeru, kde R Je CH-CHg, Rj-Rg - Η, x - 0,75, y « 0,25, z - 0, η - 3.1Ο3 vykázala rozlišovací schopnost při záznamu 2000 čar/mm. Pořízení holografickáho záznamu je popsáno v příkladu 5.
Podrobnější způsob přípravy světlocitlivých polymerů Je v dalším názorně uveden formou příkladů. x‘yto příklady slouží k ilustraol vynálezu a neomezují jeho šíři.
Příklad 1
V 500 hmotnostních dílech benzenu bylo rozpuštěno 38 hmotnostních dílů maleinanhydridu a pomalu přidáno 40 hmotnostních dílů styrenu a 0,l6 hmotnostních dílů iniciátoru benzoylperoxidu. Reakčni směs byla několik minut probublávána sušeným dusíkem a pak zahřátá pod zpětným cheldlčem na 80 °C. Během polymerace probíhající 3 h byla reakčni směs míchána. Aopolymer, který se vyloučil z roztoku, byl promyt benzenem a izolován filtrací. Potom byl rozpuštěn v tetrahydrofuranu ne 2% roztok a postupně dvakrát přesrážen 10 násob» ným přebytkem benzenu, resp. heptanu. Bílý, práškovitý produkt byl za sníženého tlaku při 60 °C sušen do konstantní hmotnosti. Výtěžek Činil 60 % teoretického množství kopolymeru maleinanhydridu ss styrenem.
Analýza pro ci2H10°3 vypočteno « 71,3 % C, 5,0 % H, 23,7 % 0} nalezeno i 71,4 % C, 5,5 % H, 23,1 % 0.
200 359
Směs 10 hmotnostních dílů kopolymeru maleinanhydridu se styrenem a 10 hmotnostních dílů 4-aminoazobenzenu byla rozpuštěna ve 180 hmotnostních dílech bezvodého tetrahydrofuranu. Roztok byl 8 h zahříván při teplotě 70 °C pod zpětným chaldičem, který byl opatřen sušící trubičkou s náplní CaClg. ^o skončení reakce byl polymer vysrážen do 20 násobného přebytku benzenu. £rodukt byl extrahován benzenem tak dlouho, až se extrakt nezbarvoval červeně 4-aminoazobenzenu. gotom byl polymer rozpuštěn v tetrahydrofuranu na 2% rortok, /
přesrážen lOtinásobným přebytkem heptanu a za sníženého tlaku sešen do konstantní hmotnosti. Výtěžek činil 55 % teoretického množství světlecitlivého polymeru, kde R je CH-CHg R^eRgsH, x=0,6, y=0,4, z=0.
IČ (tetrahydrofuranový roztok) -1638 cm“1(amid), 1730 cm1(karboxyl), 1775 a 1855 cm1 (anhydrid).
UV (THP rotok) - 360 nm (azovazba-trans).
Analýza polymeru - R= CH-CH2 , R^R^-H, x=0,6, y=0,4, z=0 vypočteno: 71,3 % Cf 5,0 % H, 6,8 % N, 17,0 % O nalezeno : 70,6 % C, 5,5 % H, 6,8 % », 17,1 % O.
'říklad 2
Podobným způsobem byl modifikován i kopolymer maleinanhydridu a ethylenem, který byl připraven podle lit. L.Plett: ^aleio Anhydride Derivatives (1952). Ve výsledném fotochromním polymeru je R = CH2 - CH2.
Příklad 3 hmotnostních dílů kopolymeru maleinanhydridu s vinylacetátem (připraven podle údajů v literatuře lí.S. de Wilde, G.S.Smets: J.Polym.Sci. 5,532(1950) a 10 hmotnostních dílů 4-aminoazobenzenu bylo rozpuštěn· ve 400 hmotnostníoh dílech dimethylformamidu a zahříváno 8 h při teplotě 70 °C. Potom byl k roztoku přidán 1 hmotnostní díl 4,4-diaminodifenylmethanu a rekční směs byla dále zahřívána 24 h při teplotě 50 °G ve formě, skládející se ze dvou skleněných desek, mezi nimiž bylo umístěno kaučukové těsnění o tlouštce 0,3 až 2 mm. Sesítovaný polymer byl extrahován benzenem a nabotnán v methylalkoholu, ve kterém byl zahříván 72 h při teplotě 80 °C a nakonec velmi pomalu sušen za laboratorní teploty. Tímto způsobem byla získána destička polymeru, kde R = CH-CH2 , R^ = Rg = H, R^ = CHj o tlouštce 0,15 - 1 mm. OCOCH^
Příklad 4 hmotnostní díly kopolymeru maleinanhydridu se styrenem byly společně s 1 hmotnostním dílem 4-amino-2,2-methoxyazobenzenu rozpuštěny ve 25 hmotnostních dílech tetrahydrofuranu. Reakční směs byla zahřívána pod zpětným chladičem po dobu 4 h při teplotě 80 °C.
Po skončeni reakce polymeru s fotochromem bylo do roztoku přidáno l6O hmotnostních dílů methanolu a vzorek byl 8 h zahříván při teplotě 80 °C. Polymer, kde R je CH-CHg, R^ je H, R2 je OCH3, Rj je CH3CH 2, x - 0, y=0,25, e-0,75 byl izolován vysrážením do 10 násobného přebytku heptanu a sušen do konstantní hmotnosti.
200 359
Příklad 5 hmotnostní díly kopolymerů maleinanhydridu ee styrenem e 3 hmotnostní díly sodné soli kyseliny 4-aminobenzensulfonové byly rozpuštěny ve 130 hmotnostních dílech dimethylformamidu a zahřívány 24 h při teplotě 80 °C. Polymer byl vysrážen směsí diethylether :
petrolether 2)3 a znovu rozpuštěn v mírně alkalickém vodném prostředí. Roztok byl pak 24 h dialyzován proti destilované vodě. Lískaný fotochromní polymer byl hydrolyzován zahříváním vodného roztoku na teplotu 100 °C po dobu 2 h, vysrážen zředěnou kyselinou chloro-
vodíkovou a znovu rozpuštěn v tetrahydrofuranu a přesrážen heptanem. Připravený polymer má složeni odpovídající vzorci I, kde R- CH-CHg, K-^SOjNa, Rg * R, «= H.
Příklad 6 hmotnostní díly butylmethakrylátu a 2 hmotnostní díly maleinanhydridu byly rozpuštěny v 5 hmotnostních dílech acetonn. Reakční směs byla v přítomnosti 0,1 hmotnostního dílu szoblsisobutyronitrilu zahříváno pod dusíkem při telitě 70 °C oo dobu 24 h. Po skončení polymerizaoe byl roztok zředěn přidáním 12u dílů acetonu e polymer byl vysrážen do vody (1000 dílů) a sušen ze. vakua při laboratorní teplotě, ^ro konečné dosušení byl vzorek zahřát na teplotu 80 °C. Tímto způsobem byl zíekán polymer vzorce II, kde RsCHgCHCBO^^,
CH,
Rj « Rg χ H, R4 «= CHj (CH2)3 3
Analogicky byly připraveny fotochromní vzorky na základě methyl- a ethylmethakrylátu, kde R^ CH^, resp. CHjCHg.
Příklad 7
Hologremy byly vytvářeny nerozšířenými svazky z argonového laseru o « 514,5 nm a současně rekonstruovány červeným světlem o » 632,8 nm, které dopadalo na vzorek pod úhlem splňujícím Braggovu podmínku, i-áznamové svazky dopadaly symetricky k normále a svíraly mezi sebou úhel 40°. Poměr Intenzit obou svazků byl 1*1. Tlouštka světlocitlivé vrstvy byla 50 /um.
Pro zjištění rozlišovací schopnosti materiálu byly také zaznamenávány hologramy při úhlu mezi svazky rovném 60°. V takovém uspořádání byly pořízeny hologramy transparentního předmětu, hozliřovaoí schopnost folie fotocitlivého polymeru, kde R je CH - CHg, RjwRgeH,
,x 0,75, y » 0,25, z«0 je větší než 2000 čar/mm.

Claims (2)

  1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU
    1. Fotocitlivé polymery obecného vzorce I
    — « Γ Ί Γ *1 . - CH—CH -ft — J-cn— -CH-R* co čo co COOH , / 1 t COOH Lv J Ll·* J1 -J
    O (I)
    CH.
    i kde R «= CH„-CHO, CH-CHO , C - CHO , CH - CHO , CH - CH„
    Φ COOE< °·'5
    Rj » H, SOjNa } R2 - H, OCH, i »3 , H, CH3(CHg)k, k=O,l,3,7 ; R^CH-^CH^ - 0,1,3 ; R5 - CH3(CH2)m , m- 1,3,5,11 ; η « 102 - 104 x,y,z Jsou molární zlomky, které se mohou mřnit v rozmezí : x = 0,10-0,99, y „ 0,01-0,90, z = 0,10-0,99 (x+y+z=l).
  2. 2. Způsob výroby fotocitlivých polymerů podle bodu 1 obecného vzorce I, vyznačený tím, že se na příslušný kopolymer maleinanhydridu obecného vzorce II
    CO ČO (II), kde R a n mají shora uvedený význam, působí aromatickou azosloučeninou obsahující eminoskuplnu vzorce
    Ί. » kde Rj a Rg mají shora uvedený význam, a získaný produkt se solvolysuje působením sloučeniny obecného vzorce
    R3OH , kde R3 má shora uvedený význam.
CS126378A 1978-02-28 1978-02-28 Fotocitlivé polymery a způsob jejich výroby CS200359B1 (cs)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS126378A CS200359B1 (cs) 1978-02-28 1978-02-28 Fotocitlivé polymery a způsob jejich výroby
CS792623A CS200360B1 (cs) 1978-02-28 1979-04-17 Fotocitlivé polymery a způsob jejich výroby

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS126378A CS200359B1 (cs) 1978-02-28 1978-02-28 Fotocitlivé polymery a způsob jejich výroby

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CS200359B1 true CS200359B1 (cs) 1980-09-15

Family

ID=5346571

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS126378A CS200359B1 (cs) 1978-02-28 1978-02-28 Fotocitlivé polymery a způsob jejich výroby
CS792623A CS200360B1 (cs) 1978-02-28 1979-04-17 Fotocitlivé polymery a způsob jejich výroby

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS792623A CS200360B1 (cs) 1978-02-28 1979-04-17 Fotocitlivé polymery a způsob jejich výroby

Country Status (1)

Country Link
CS (2) CS200359B1 (cs)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005103093A3 (en) * 2004-04-19 2006-01-26 Lubrizol Corp Dispersant viscosity modifiers based on maleic anhydride-styrene copolymers

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005103093A3 (en) * 2004-04-19 2006-01-26 Lubrizol Corp Dispersant viscosity modifiers based on maleic anhydride-styrene copolymers
US8168574B2 (en) 2004-04-19 2012-05-01 The Lubrizol Corporation Dispersant viscosity modifiers based on maleic anhydride-styrene copolymers

Also Published As

Publication number Publication date
CS200360B1 (cs) 1980-09-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5219710A (en) Polymeric nitrones having a styrene-derived backbone chain
KR100355164B1 (ko) 신규한측쇄기중합체및이의광학부품용용도
JP4157227B2 (ja) クロメン化合物
JP4272260B2 (ja) 高度に誘発性の複屈折を示す光アドレス指定可能基質および光アドレス指定可能側基ポリマー類
KR100514567B1 (ko) 고감도의광어드레스성측면기중합체
US4696990A (en) Novel photocrosslinkable liquid crystalline polymers
US3920618A (en) New photopolymers
CA2366846A1 (en) Holographic recording material
Hwang et al. Synthesis and characterization of photoconducting non-linear optical polymers containing indole-benzoxazole moiety
CN115385834A (zh) 一种高折射率树枝状(甲基)丙烯酸酯类单体及其制备方法和应用
KR101970730B1 (ko) 아조벤젠 화합물 및 이를 포함하는 홀로그램 기록용 조성물
JP2001192378A (ja) クロメン化合物
CS200359B1 (cs) Fotocitlivé polymery a způsob jejich výroby
CN114591218A (zh) 一种含咔唑结构的(甲基)丙烯酸酯类单体及其制备方法和应用
Yoshida et al. Photosensitive copolymers with various types of azobenzene side groups synthesized by living cationic polymerization
CA2461570C (en) Rewriteable optical recording material having good solubility
EP0689095B1 (en) Visible light sensitizer for photopolymerizing initiator and/or photocrosslinking agent, photosensitive composition, and hologram recording medium
Borden et al. Photopolymer design: Photocrosslinkable styrylpyridinium substituted vinyl polymers with absorption maxima from 270 nm to 540 nm
KR102311861B1 (ko) 함질소 헤테로방향족 포함 아조벤젠 화합물 및 이를 포함하는 청색 홀로그램 기록용 조성물
US5418113A (en) Photosensitive resin composition and method of preparing volume type phase hologram member using same
CA2365934A1 (en) Holographic recording material
JPH10212324A (ja) 高度の誘導可能な複屈折性のフオトアドレス可能な側鎖ポリマー
Mistry et al. Synthesis and characterization of photochromic homopolymer/copolymer
JPS6176514A (ja) ホトクロミック剤
KR20050027566A (ko) 광반응성 고분자 바인더를 이용한 홀로그램 기록용포토폴리머 제조 방법