PL210340B1 - Fotochromowe, polimerowe filmy hybrydowe oraz sposób wytwarzania fotochromowych, polimerowych filmów hybrydowych - Google Patents
Fotochromowe, polimerowe filmy hybrydowe oraz sposób wytwarzania fotochromowych, polimerowych filmów hybrydowychInfo
- Publication number
- PL210340B1 PL210340B1 PL382216A PL38221607A PL210340B1 PL 210340 B1 PL210340 B1 PL 210340B1 PL 382216 A PL382216 A PL 382216A PL 38221607 A PL38221607 A PL 38221607A PL 210340 B1 PL210340 B1 PL 210340B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- formula
- hybrid
- chromophore
- precursors
- gel
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 3
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 37
- -1 5-methylisoxazole-3-yl Chemical group 0.000 claims description 26
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- 229920006254 polymer film Polymers 0.000 claims description 21
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 20
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 19
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 16
- CPUDPFPXCZDNGI-UHFFFAOYSA-N triethoxy(methyl)silane Chemical compound CCO[Si](C)(OCC)OCC CPUDPFPXCZDNGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 15
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims description 14
- 238000006068 polycondensation reaction Methods 0.000 claims description 12
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 11
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 claims description 10
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 claims description 9
- 125000000449 nitro group Chemical group [O-][N+](*)=O 0.000 claims description 8
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 claims description 8
- QPQKUYVSJWQSDY-CCEZHUSRSA-N 4-(phenylazo)aniline Chemical class C1=CC(N)=CC=C1\N=N\C1=CC=CC=C1 QPQKUYVSJWQSDY-CCEZHUSRSA-N 0.000 claims description 7
- XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N Cyclohexane Chemical compound C1CCCCC1 XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 claims description 7
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 7
- DMLAVOWQYNRWNQ-UHFFFAOYSA-N azobenzene Chemical group C1=CC=CC=C1N=NC1=CC=CC=C1 DMLAVOWQYNRWNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 125000000565 sulfonamide group Chemical group 0.000 claims description 6
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 claims description 5
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 125000000954 2-hydroxyethyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])O[H] 0.000 claims description 4
- ZERORPHLQOQLME-UHFFFAOYSA-N N[N]C1=CC=CC=C1 Chemical group N[N]C1=CC=CC=C1 ZERORPHLQOQLME-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims description 4
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 4
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 4
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 4
- 229940124530 sulfonamide Drugs 0.000 claims description 4
- JCVQKRGIASEUKR-UHFFFAOYSA-N triethoxy(phenyl)silane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)C1=CC=CC=C1 JCVQKRGIASEUKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- QZAIBYYLWJZCGH-UHFFFAOYSA-N 3-triethoxysilylpropyl carbamate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCOC(N)=O QZAIBYYLWJZCGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims description 3
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims description 3
- 150000003384 small molecules Chemical class 0.000 claims description 3
- KXDHJXZQYSOELW-UHFFFAOYSA-M Carbamate Chemical compound NC([O-])=O KXDHJXZQYSOELW-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 2
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 claims description 2
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- AGQOIYCTCOEHGR-UHFFFAOYSA-N 5-methyl-1,2-oxazole Chemical compound CC1=CC=NO1 AGQOIYCTCOEHGR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 16
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 8
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 8
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 7
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 7
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- AJQDYNXUEQUEFI-UHFFFAOYSA-N phenyl(2,2,2-triethoxyethyl)silane Chemical compound C(C)OC(C[SiH2]C1=CC=CC=C1)(OCC)OCC AJQDYNXUEQUEFI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N Pyridine Chemical compound C1=CC=NC=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 3
- BBFCZCZRPXGONA-UHFFFAOYSA-N 2-[bis(2-hydroxyethyl)amino]ethanol Chemical compound OCCN(CCO)CCO.OCCN(CCO)CCO BBFCZCZRPXGONA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FOQABOMYTOFLPZ-UHFFFAOYSA-N 2-[n-ethyl-4-[(4-nitrophenyl)diazenyl]anilino]ethanol Chemical compound C1=CC(N(CCO)CC)=CC=C1N=NC1=CC=C([N+]([O-])=O)C=C1 FOQABOMYTOFLPZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CKCRTNKRXFBXAD-UHFFFAOYSA-N CCO[Si](NC(O)=O)(OCC)OCC Chemical compound CCO[Si](NC(O)=O)(OCC)OCC CKCRTNKRXFBXAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N Triethanolamine Chemical compound OCCN(CCO)CCO GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 2
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 2
- 239000012788 optical film Substances 0.000 description 2
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 239000012686 silicon precursor Substances 0.000 description 2
- 238000003980 solgel method Methods 0.000 description 2
- 125000005420 sulfonamido group Chemical group S(=O)(=O)(N*)* 0.000 description 2
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 2
- PKDCQJMRWCHQOH-UHFFFAOYSA-N triethoxysilicon Chemical group CCO[Si](OCC)OCC PKDCQJMRWCHQOH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PMCOWOCKUQWYRL-UHFFFAOYSA-N 2,4-dimethylpyrimidine Chemical compound CC1=CC=NC(C)=N1 PMCOWOCKUQWYRL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GHDZRIQTRDZCMV-UHFFFAOYSA-N 2-[n-(2-hydroxyethyl)-4-[(4-nitrophenyl)diazenyl]anilino]ethanol Chemical compound C1=CC(N(CCO)CCO)=CC=C1N=NC1=CC=C([N+]([O-])=O)C=C1 GHDZRIQTRDZCMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000032900 absorption of visible light Effects 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- RAABOESOVLLHRU-UHFFFAOYSA-N diazene Chemical compound N=N RAABOESOVLLHRU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000071 diazene Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008034 disappearance Effects 0.000 description 1
- 238000004043 dyeing Methods 0.000 description 1
- 125000006575 electron-withdrawing group Chemical group 0.000 description 1
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 description 1
- 210000000416 exudates and transudate Anatomy 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000006069 physical mixture Substances 0.000 description 1
- 239000012451 post-reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N pyridine Natural products COC1=CC=CN=C1 UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003377 silicon compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- FRGPKMWIYVTFIQ-UHFFFAOYSA-N triethoxy(3-isocyanatopropyl)silane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCN=C=O FRGPKMWIYVTFIQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DENFJSAFJTVPJR-UHFFFAOYSA-N triethoxy(ethyl)silane Chemical compound CCO[Si](CC)(OCC)OCC DENFJSAFJTVPJR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005199 ultracentrifugation Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Silicon Polymers (AREA)
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku są fotochromowe, polimerowe filmy hybrydowe, zawierające małocząsteczkowe związki chromoforowe, które wykazują własności fotochromowe oraz nieliniowo optyczne i nadają się do zapisu informacji metodą optyczną.
Przedmiotem wynalazku jest też sposób wytwarzania fotochromowych, polimerowych filmów hybrydowych na podłożu stałym.
W czasopiś mie Optical Materials, I.G. Marino, D. Bersani i P.P. Lottici w artykule z 2000 roku pt. „Photo-induced birefrigence in DR-1-doped sol-gel silica and ORMOSILs thin films”, tom 15, str. 175-180 oraz w artykule z 2001 roku pt. „ Holographic gratings in DR-1-doped sol-gel silica and ORMOSILs thin films, tom 15, str. 279-284, opisano sposób wytwarzania hybrydowych, nieorganiczno-organicznych warstw polimerowych zawierających kowalencyjnie związane z siecią polioksykrzemową chromoforowe ugrupowanie 2-(metylo{4-[(E)-(4-nitrofenylo)diazenylo]fenylo}amino)-etylowe.
Z literatury znane są materiały hybrydowe o właściwościach fotochromowych i nieliniowooptycznych, będące pochodnymi takich barwników jak N-etylo-N-(2-hydroksyetylo)-4-(4-nitrofenyloazo)aniliny. W literaturze zostały opisane również sposoby otrzymywania i właściwości materiału hybrydowego opartego na N-etylo-N-(2-hydroksyetylo)-4-(4-nitrofenyloazo)anilinie lub pochodnych N,N-di-(2-hydroksyetylo)-4-(4-nitrofenyloazo)aniliny.
Z opisu polskiego zgł oszenia patentowego nr P.364065, znany jest sposób wytwarzania transparentnych fotochromowych, hybrydowych, nieorganiczno-organicznych filmów polimerowych w procesie zol-żel na podłożu szklanym z produktu kohydrolizy i polikondensacji prekursora zawierającego ugrupowanie tetraetoksykrzemowe i prekursora zawierającego ugrupowanie trietoksykrzemowe, zawierającego w powstałej nieorganicznej sieci polioksykrzemowej wbudowane i trwale połączone wiązaniem kowalencyjnym z tą siecią chromoforowe, organiczne ugrupowanie 2-[(4-{(E)-(4-[N-(5-metyloizoksazol-3-ylo)sulfonamido]fenylo)diazenylo}fenylo)(metylo)aminoetylowe. Sposób polega na tym, że chromoforowy 4-((E)-{4-[(2-hydroksyetylo)(metylo)amino]fenylo}diazenylo)-N-(5-metyloizoksazol-3-ylo)benzenosulfonamid przekształca się w 3-trietoksysilylopropylokarbaminian 2-[(4-{(E)-(4-[N-(5-metyloizoksazol-3-ylo)sulfonamido]fenylo)diazenylo}fenylo)(metylo)aminoetylu w reakcji z 3-(trietoksysilylo)propyloizocyjanianem (ICPTEOS) w bezwodnej pirydynie, następnie poddaje się powstały produkt procesowi zol-żel w reakcji kohydrolizy i polikondensacji z tetraetoksysilanem (TEOS) w mieszaninie bezwodnej pirydyny, bezwodnego alkoholu etylowego, wody i HCl, oczyszcza się powstały roztwór zol-żelowy przez filtrację, nanosi się oczyszczony roztwór na płytki szklane, suszy się mokry film polimerowy w temperaturze pokojowej, a po odparowaniu rozpuszczalników w tej temperaturze utwardza się powstały film polimerowy na podłożu szklanym w podwyższonej temperaturze otrzymując transparentne, fotochromowe warstwy polimerowe o różnej grubości, o dobrej adhezji do szkła i odporności na ścieranie. Z amerykańskiego opisu patentowego nr US 6,607,590 znany jest optyczny film zawierający wiązanie kowalencyjne na poziomie molekularnym pomiędzy organicznym polimerem i zwią zkami krzemu otrzymanymi w reakcji hydrolizy tetralkiloortoksykrzemianu, epoksyalkiloalkoksysilanu lub akryloalkoksysilanu. Z opisu amerykańskiego zgłoszenia patentowego nr US 2004/0044127 znany jest hybrydowy organiczno-nieorganiczny film składający się z pochodnej celulozy i produktu polikondensacji otrzymanego wyniku reakcji polikondensacji związku metalu aktywnego, z cytowanego zgłoszenia znany jest też sposób wytwarzania optycznego filmu.
Istotę wynalazku stanowią hybrydowe, nieorganiczno-organiczne filmy polimerowe, zawierające fizycznie wbudowane w nieorganiczną sieć polioksykrzemową o wzorze ogólnym 1, cząsteczki małocząsteczkowych chromoforowych pochodnych 4-(E)-aminoazobenzenu o wzorze ogólnym 2, zawierające grupę 2-hydroksyetylową oraz grupę metylową lub etylową przy aminofenylowym atomie azotu i zawierające w pozycji 4' tego ugrupowania azobenzenowego elektronoakceptorową grupę nitrową lub sulfonamidową z podstawnikiem heteroaromatycznym przy sulfonamidowym atomie azotu, będącym pięcioczłonowym pierścieniem 5-metyloizoksazol-3-ylowym lub sześcioczłonowym pierścieniem 2,6-dimetylopirymidyn-4-ylowym lub 4,6-dimetylopirymidyn-2-ylowym, przy czym nieorganiczną sieć polioksykrzemową otrzymuje się w wyniku reakcji kohydrolizy i polikondensacji mieszanin prekursorów nieorganicznej i hybrydowej sieci polioksykrzemowej, wybranych z grupy obejmującej czterofunkcyjny tetraetoksysilan (TEOS) o wzorze 3 i/lub trójfunkcyjne: metylotrietoksysilan (MTEOS) o wzorze 4, fenylotrietoksysilan (FTEOS) o wzorze 5, 3-trietoskysilylopropylo-karbaminian 2-metoksyetylu (TESPK-MOE) o wzorze 6 i nonafunkcyjny tri(3-trietoksypropylo)karbaminian 2,2',2''-nitrylotrietylu (TESPK-NTE) o wzorze 7.
PL 210 340 B1
Przedmiotem wynalazku jest również sposób wytwarzania fotochromowych, polimerowych filmów hybrydowych na podłożu stałym z produktu kohydrolizy i polikondensacji prekursora zawierającego ugrupowanie tetraetoksykrzemowe i prekursorów zawierających ugrupowanie trietoksykrzemowe, zawierających w powstałej nieorganicznej sieci polioksykrzemowej o wzorze ogólnym 1, fizycznie zagnieżdżone cząsteczki chromoforowych pochodnych organicznych 4-(E)-(N-alkilo-N-{2-hydroksyetylo}amino)azobenzenu, zawierających grupę metylową lub etylową przy aminowym atomie azotu oraz w pozycji 4' ugrupowania azobenzenowego elektronoakceptorową grupę nitrową lub sulfonamidową z heteroaomatycznym ugrupowaniem 5-metyloizoksazol-3-ylowym lub 2,6-dimetylopirymidyn-4-ylowym lub 4,6-dimetylopirymidyn-2-ylowym, który prowadzi się w czterech etapach.
Istota sposobu polega na tym, że małocząsteczkowe, chromoforowe pochodne organiczne 4-(E)-aminoazobenzenu, o wzorze ogólnym 2, zawierające grupę 2-hydroksyetylową oraz grupę metylową lub etylową przy aminofenylowym atomie azotu i zawierających w pozycji 4' ugrupowania Azo-benzenowego elektronoakceptorową grupę nitrową lub sulfonamidową z podstawnikiem heteroaromatycznym przy sulfonamidowym atomie azotu, będącym pięcioczłonowym pierścieniem 5-metyloizoksazol-3-ylowym lub sześcioczłonowym pierścieniem 2,6-dimetylopirymidyn-4-ylowym lub 4,6-dimetylopirymidyn-2-ylowym, dodaje się do roztworów żelowych otrzymanych w wyniku kondensacji roztworów zoli powstałych z hydrolizy jednego, dwóch lub trzech prekursorów alkoksykrzemowych tri-, tetra- i więcej funkcyjnych w środowisku kwaśnym. Przy czym stosuje się czterofunkcyjny tetra -etoksysilan (TEOS) o wzorze 3 i/lub trójfunkcyjny metylotrietoksysilan (MTEOS) o wzorze 4 i/lub trójfunkcyjny fenylotrietoksysilan (FTEOS) o wzorze 5 i/lub trójfunkcyjny 3-trietoskysilylopropylokarbaminian 2-metoksyetylu (TESPK-MOE) o wzorze 6 i/lub nonafunkcyjny tri(3-trietoksypropylo)karbaminian 2,2',2''-nitrylotrietylu (TESPK-NTE) o wzorze 7. Powstały chromoforowy roztwór żelowy oczyszcza się przez filtrację, a oczyszczony roztwór nanosi się na płytki szklane i suszy się mokry film polimerowy w temperaturze pokojowej, a po odparowaniu rozpuszczalników, utwardza się powstały film polimerowy na podłożu szklanym w podwyższonej temperaturze. W efekcie otrzymuje się transparentne, fotochromowe warstwy polimerowe o różnej grubości, o dobrej adhezji do szkła i odpornoś ci na ścieranie.
Korzystnie reakcję otrzymywania roztworu zolu prowadzi się przez hydrolizę jedno-, dwu- lub trójskładnikowych mieszanin tri-, tetra- lub więcej funkcyjnych prekursorów alkoksykrzemowych (TEOS, MTEOS, FTEOS, TESPK-MOE, TESPK-NTE,), w środowisku kwaśnym o pH 2-3 i przy stosunku wagowym około 1:1 w obecności teoretycznej ilości wody oraz tetrahydrofuranu jako rozpuszczalnika, w temperaturze pokojowej, przez 2 godziny. Zgodnie ze sposobem udział wagowy prekursorów alkoksykrzemowych w mieszaninie poddawanej reakcji kohydrolizy i polikondensacji dla otrzymania hybrydowego żelu nie może przekraczać 50% sumy wszystkich prekursorów. Reakcję kohydrolizy i polikondensacji otrzymanego zolu do odpowiedniego ż elu prowadzi się korzystnie w temperaturze wrzenia roztworu zolu, przez 2 godziny i usuwa rozpuszczalniki przez ich odmycie cykloheksanem lub oddestylowanie pod próżnią w temperaturze 30°C. Do otrzymanego żelu korzystnie wprowadza się barwnik chromoforowy w postaci roztworu w bezwodnym terahydrofuranie, oczyszcza się barwny roztwór żelowy przez filtrację lub ultrawirowanie i nanosi na podłoże szklane dla wytworzenia fotochromowych filmów hybrydowych o różnej grubości. Wytworzone filmy polimerowe suszy się początkowo w temperaturze pokojowej korzystnie przez 24 godziny, a następnie w temperaturze do 120°C w czasie do 12 godzin. W efekcie uzyskuje się transparentne fotochromowe, nieorganiczno-organiczne filmy polimerowe na podłożu szklanym.
Nieorganiczno-organiczne filmy polimerowe, wytwarzane sposobem według wynalazku jako przezroczyste, barwne warstwy polimerowe, zawierają fizycznie wbudowane i zagnieżdżone małocząsteczkowe związki chromoforowe z wolną grupą hydroksylową w hybrydowej sieci polioksykrzemowej, nie ulegają wypacaniu z filmu polimerowego i nadają się do barwienia bezbarwnych płyt szklanych przez jedno- lub dwustronne nanoszenie barwnych filmów hybrydowych. Mogą ponadto stanowić barwną warstwę wewnętrzną pomiędzy sprasowanymi płytami, które mogą spełniać jednocześnie rolę filtra optycznego. Obecność w nich ugrupowania chromoforowego i fotochromowego typu diazenowego ze sprzężonym układem π-elektronowym, kwalifikuje je do zastosowań jako nowe materiały fotochromowe i nieliniowo optyczne (NLO) do zapisu informacji metodą optyczną, dla których nie następuje powolny zanik tych własności jak to ma miejsce w przypadku fizycznych mieszanin małocząsteczkowych związków chromoforowych z niechromoforowym organicznym polimerem. Hybrydowe filmy polimerowe naniesione na płytki szklane wykazują zdolność modulowania współczynnika refrakcji
PL 210 340 B1 filmu polimerowego pod działaniem promienia laserowego oraz zdolność zapisu holograficznej siatki dyfrakcyjnej w wyniku interferujących w filmie dwóch promieni laserowych (TBC).
Nieoczekiwanie okazało się, że małocząsteczkowe, chromoforowe pochodne organiczne 4-(E)-aminoazobenzenu, o wzorze ogólnym 2, zastosowane w wynalazku, wprowadzone do roztworów żelowych otrzymanych w wyniku kondensacji niechromoforowych roztworów zoli powstałych z hydrolizy tri- i/lub tetra- i więcej funkcyjnych prekursorów alkoksykrzemowych dają roztwory chromoforowego żelu, z których otrzymuje się transparentne, fotochromowe polimerowe filmy hybrydowe, z fizycznie wbudowanymi w hybrydową sieć polioksykrzemową małocząsteczkowymi, organicznymi pochodnymi chromoforowego 4-(E)-aminoazobenzenu, o różnej grubości, dobrej adhezji do szkła i odporności na ścieranie stanowiące nowe materiały hybrydowe do wytwarzania fotoczułych filmów polimerowych na powierzchni szkła przydatnych w optyce nieliniowej i do zapisu informacji metodą optyczną.
Sposób według wynalazku przedstawiony jest w przykładach wykonania.
P r z y k ł a d I 3
Mieszaninę 2,00 g fenylotrietoksyetylosilanu (FTEOS), 0,20 g wody destylowanej, 2 cm3 tetrahydrofuranu oraz 1 kroplę 3,7% roztworu HCl miesza się przez 2 godziny w temperaturze pokojowej, a następnie ogrzewa do wrzenia i utrzymuje w tym stanie przez kolejne 2 godziny. Z ochłodzonej mieszaniny poreakcyjnej ekstrahuje się rozpuszczalniki stosując 10 cm3 cykloheksanu. Do otrzymanego hybrydowego żelu dodaje się roztwór 0,004 g małocząsteczkowego związku chromoforowego o wzorze 2, w którym R1 oznacza CH3, a R2 oznacza NO2 w 1 cm3 bezwodnego tetrahydrofuranu. Następnie otrzymany barwny roztwór sączy się przez filtr 0,2 μm i nanosi na czyste płytki szklane przez wylewanie dobranej objętości roztworu na powierzchnię dokładnie wypoziomowanej płytki. Płytki z naniesionym ciekłym filmem pozostawia się w temperaturze pokojowej na okres do 24 godzin dla odparowania łatwo lotnych składników, a następnie poddaje się tak osuszone powłoki na szkle utwardzaniu w temperaturze do 120°C i w czasie do 12 godzin, otrzymując w ten sposób transparentne hybrydowe filmy polimerowe o grubości od kilkudziesięciu do 200 mikrometrów.
P r z y k ł a d II
Mieszaninę 1,00 g tetraetoksysilanu (TEOS), 1.00 g tri(trietksysilylopropylokarbaminianu)trietanoloaminy (TESPK-NTE), 0,20 g wody destylowanej, 2 cm3 tetrahydrofuranu oraz 1 kroplę 3,7% roztworu HCl miesza się przez 2 godziny w temperaturze pokojowej, a następnie ogrzewa do wrzenia i utrzymuje w tym stanie przez kolejne 2 godziny. Z ochłodzonej mieszaniny poreakcyjnej oddestylowuje się rozpuszczalniki pod próżnią na wyparce rotacyjnej w temperaturze 30°C. Do otrzymanego hybrydowego żelu dodaje się roztwór 0,006 g małocząsteczkowego związku chromoforowego o wzorze 2, w którym R1 oznacza CH3, R2 oznacza SO2NH-X, a X oznacza 5-metyloizaksazol-3-yl w 1 cm3 bezwodnego tetrahydrofuranu i postępując następnie identycznie jaic w Przykładzie I, otrzymuje się transparentne hybrydowe filmy polimerowe o grubości od kilkudziesięciu do 200 mikrometrów.
P r z y k ł a d III
Mieszaninę 0.75 g tetraetoksysilanu (TEOS), 0,75 g metylotrietoksysilanu (MTEOS), 0,50 g tri(trietoksysilyopropylokarbaminianu)trietanoloaminy (TESPK-NTE), 0,20 g wody destylowanej, 2 cm3 tetrahydrofuranu oraz 1 kroplę 3,7% roztworu HCl miesza się przez 2 godziny w temperaturze pokojowej, a następnie ogrzewa do wrzenia i utrzymuje w tym stanie przez kolejne 2 godziny. Z ochłodzonej mieszaniny poreakcyjnej ekstrahuje się rozpuszczalniki stosując 10 cm3 cykloheksanu. Do otrzymanego hybrydowego żelu dodaje się roztwór 0,004 g małocząsteczkowego związku chromoforowego o wzorze 2, w którym R1 oznacza C2H5, a R2 oznacza CH3 w 1 cm3 bezwodnego tetrahydrofuranu i postępując następnie identycznie jak w Przykładzie I, otrzymuje się transparentne hybrydowe filmy polimerowe o grubości od kilkudziesięciu do 200 mikrometrów.
P r z y k ł a d IV
Mieszaninę 0,75 g tetraetoksysilanu (TEOS), 0,75 g metylotrietoksysilanu (MTEOS) 0,50 g trietoksysilylo(propylo)karbaminianu 2-metoksyetylu (TESPK-MOE), 0,20 g wody destylowanej, 2 cm3 tetrahydrofuranu oraz 1 kroplę 3,7% roztworu HCl miesza się przez 2 godziny w temperaturze pokojowej, a następnie ogrzewa do wrzenia i utrzymuje w tym stanie przez kolejne 2 godziny. Z ochłodzonej mieszaniny poreakcyjnej ekstrahuje się rozpuszczalniki stosując 10 cm3 cykloheksanu. Do otrzymanego hybrydowego żelu dodaje się roztwór 0,006 g małocząsteczkowego związku chromoforowego o wzorze 2, w którym R1 oznacza C2H5, R2 oznacza SO2NH-X, a X oznacza 4,6-dimetylopirymidyn-2-yl w 1 cm3 bezwodnego tetrahydrofuranu i postępując następnie identycznie jak w Przykładzie I, otrzymuje się transparentne hybrydowe filmy polimerowe o grubości od kilkudziesięciu do 200 mikrometrów.
PL 210 340 B1
P r z y k ł a d V
Mieszaninę 0,75 g tetraetoksysilanu (TEOS), 0,75 g fenylotrietoksyetylosilanu (FTEOS), 0,50 g tri(trietoksysilylopropylokarbaminianu)trietanoloaminy (TESPK-NTE), 0,20 g wody destylowanej, 2 cm3 tetrahydrofuranu oraz 1 kroplę 3,7% roztworu HCl miesza się przez 2 godziny w temperaturze pokojowej, a następnie ogrzewa do wrzenia i utrzymuje w tym stanie przez kolejne 2 godziny. Z ochłodzonej mieszaniny poreakcyjnej oddestylowuje się rozpuszczalniki pod próżnią na wyparce rotacyjnej w temperaturze 30°C. Do otrzymanego hybrydowego ż elu dodaje się roztwór 0,006 g małoczą steczkowego związku chromoforowego o wzorze 2, w którym R1 oznacza C2H5, R2 oznacza SO2NH-X, a X oznacza 2,6-dimetylopirymidyn-4-yl w 1 cm3 bezwodnego tetrahydrofuranu i postępując następnie identycznie jak w Przykładzie I, otrzymuje się transparentne hybrydowe filmy polimerowe o grubości od kilkudziesięciu do 200 mikrometrów.
P r z y k ł a d VI
Mieszaninę 0,75 g tetraetoksysilanu (TEOS), 0,75 g fenylotrietoksyetylosilanu (FTEOS), 0,50 g trietoksysilylo(propylo)karbaminianu 2-metoksyetylu (TESPK-MOE), 0,20 g wody destylowanej, 2 cm3 tetrahydrofuranu oraz 1 kroplę 3,7% roztworu HCl miesza się przez 2 godziny w temperaturze pokojowej, a następnie ogrzewa do wrzenia i utrzymuje w tym stanie przez kolejne 2 godziny. Z ochłodzonej mieszaniny poreakcyjnej ekstrahuje się rozpuszczalniki stosując 10 cm3 cykloheksanu. Do otrzymanego hybrydowego żelu dodaje się roztwór 0,006 g małocząsteczkowego związku chromoforowego o wzorze 2, w którym R1 oznacza C2H5, R2 oznacza SO2N-X, a X oznacza 4,6-dimetylopirymidyn-2-yl w 1 cm3 bezwodnego tetrahydrofuranu i post ę pują c nastę pnie identycznie jak w Przykł adzie I, otrzymuje się transparentne hybrydowe filmy polimerowe o grubości od kilkudziesięciu do 200 mikrometrów.
P r z y k ł a d VII
Mieszaninę 0,80 g metylotrietoksysilanu (MTEOS), 0,80 g fenylotrietoksyetylosilanu (FTEOS) i 0,40 g tri(trietoksysilylopropylokarbaminianu)trietanoloaminy (TESPK-NTE), 0,20 g wody destylowanej, 2 cm3 tetrahydrofuranu oraz 1 kroplę 3,7% roztworu HCl miesza się przez 2 godziny w temperaturze pokojowej, a następnie ogrzewa do wrzenia i utrzymuje w tym stanie przez kolejne 2 godziny. Z ochł odzonej mieszaniny poreakcyjnej ekstrahuje się rozpuszczalniki stosują c 10 cm3 cykloheksanu. Do otrzymanego hybrydowego żelu dodaje się roztwór 0,006 g małocząsteczkowego związku chromoforowego o wzorze 2, w którym R1 oznacza C2H5, R2 oznacza SO2N-X, a X oznacza 5-metyloizaksazol-3-yl w 1 cm3 bezwodnego tetrahydrofuranu i postępując następnie identycznie jak w Przykładzie I, otrzymuje się transparentne hybrydowe filmy polimerowe o grubości od kilkudziesięciu do 200 mikrometrów.
P r z y k ł a d VIII
Mieszaninę 0,80 g metylotrietoksysilanu (MTEOS), 0,80 g fenylotrietoksyetylosilanu (FTEOS) i 0,40 g trietoksysilylo(propylo)karbaminianu 2-metoksyetylu (TESPK-MOE), 0,20 g wody destylowanej, 2 cm3 tetrahydrofuranu oraz 1 kroplę 3,7% roztworu HCl miesza się przez 2 godziny w temperaturze pokojowej, a następnie ogrzewa do wrzenia i utrzymuje w tym stanie przez kolejne 2 godziny. Z ochłodzonej mieszaniny poreakcyjnej oddestylowuje się rozpuszczalniki pod próż nią na wyparce rotacyjnej w temperaturze 30°C. Do otrzymanego hybrydowego żelu dodaje się roztwór 0,004 g małocząsteczkowego związku chromoforowego o wzorze 2, w którym R1 oznacza CH3, R2 oznacza NO2 w 1 cm3 bezwodnego tetrahydrofuranu i postę pując następnie identycznie jak w Przykładzie I, otrzymuje się transparentne hybrydowe filmy polimerowe o grubości od kilkudziesięciu do 200 mikrometrów.
Otrzymywane hybrydowe filmy polimerowe, zawierające fizycznie wbudowane (zagnieżdżone) w polimerową sieć hybrydową małocząsteczkowe, organiczne, związki chromoforowe wykazują absorpcję światła widzialnego z maksimum pasma absorpcji przy około 495-505 nm (z grupą nitrową) lub 475-485 nm (z grupą sulfonamidową). Hybrydowe filmy polimerowe naniesione na płytki szklane wykazują zdolność modulowania współczynnika refrakcji filmu polimerowego pod działaniem promienia laserowego oraz zdolność zapisu holograficznej siatki dyfrakcyjnej w wyniku interferujących w filmie dwóch promieni laserowych (TBC) wykazując wydajność dyfrakcji rzędu 1:2%.
Claims (5)
1. Fotochromowe, polimerowe filmy hybrydowe, zawierające małocząsteczkowe związki chromoforowe, znamienne tym, że zawierają fizycznie wbudowane w organiczną sieć polioksykrzemową w wzorze ogólnym 1, cząsteczki małocząsteczkowych chromoforowych pochodnych 4-(E)-aminoazobenzenu o wzorze ogólnym 2, zawierające grupę 2-hydroksyetylową oraz grupę metylową lub etylową przy aminofenylowym atomie azotu i zawierające w pozycji 4' tego ugrupowania azobenzenowego elektronoakceptorową grupę nitrową lub sulfonamidową z podstawnikiem heteroaromatycznym przy sulfonamidowym atomie azotu będącym pięcioczłonowym pierścieniem 5-metyloizoksazol-3-ylowym lub sześcioczłonowym pierścieniem 2,6-dimetylopirymidyn-4-ylowym lub 4,6-dimetylopirymidyn-2-ylowym, przy czym nieorganiczną sieć polioksykrzemową otrzymuje się w wyniku reakcji kohydrolizy i polikondensacji mieszanin prekursorów nieorganicznej i hybrydowej sieci polioksykrzemowej, wybranych z grupy obejmującej czterofunkcyjny tetraetoksysilan (TEOS) o wzorze 3 i/lub trójfunkcyjne: metylotrietoksysilan (MTEOS) o wzorze 4 i/lub fenylotrietoksysilan (FTEOS) o wzorze 5 i/lub 3-trietoskysilylopropylokarbaminian 2-metoksyetylu (TESPK-MOE) o wzorze 6 i/lub nonafunkcyjny tri(3-trietoksypropylo)karbaminian 2,2',2''-nitrylotrietylu (TESPK-NTE) o wzorze 7.
2. Sposób wytwarzania fotochromowych, polimerowych filmów hybrydowych, zawierających fizycznie wbudowane w organiczną sieć polioksykrzemową o wzorze ogólnym 1, cząsteczki małocząsteczkowych chromoforowych pochodnych 4-(E)-aminoazobenzenu, o wzorze ogólnym 2, znamienny tym, że małocząsteczkowe, chromoforowe pochodne organiczne 4-(E)-aminoazobenzenu, zawierające grupę 2-hydroksyetylową oraz grupę metylową lub etylową przy aminofenylowym atomie azotu i zawierających w pozycji 4' ugrupowania azobenzenowego elektronoakceptorową grupę nitrową lub sulfonamidową z podstawnikiem heteroaromatycznym przy sulfonamidowym atomie azotu, będącym pięcioczłonowym pierścieniem 5-metyloizoksazol-3-ylowym lub sześcioczłonowym pierścieniem 2,6-dimetylo-pirymidyn-4-ylowym lub 4,6-dimetylopirymidyn-2-ylowym, dodaje się do roztworów żelowych otrzymanych w wyniku kondensacji roztworów zoli powstałych z hydrolizy jednego, dwóch lub trzech prekursorów alkoksykrzemowych tri-, tetra- i więcej funkcyjnych w środowisku kwaśnym, przy czym stosuje się czterofunkcyjny tetraetoksysilan (TEOS) o wzorze 3 lub trójfunkcyjny metylotrietoksysilan (MTEOS) o wzorze 4, trójfunkcyjny fenylotrietoksysilan (FTEOS) o wzorze 5, trójfunkcyjny 3-tri-etoskysilylopropylokarbaminian 2-metoksyetylu (TESPK-MOE) o wzorze 6 i nonafunkcyjny tri(3-trietoksypropylo)karbaminian 2,2',2-nitrylotrietylu (TESPK-NTE) o wzorze 7, a powstały chromoforowy roztwór żelowy oczyszcza się przez filtrację, następnie oczyszczony roztwór nanosi się na płytki szklane, suszy się mokry film polimerowy w temperaturze pokojowej, a po odparowaniu rozpuszczalników, utwardza się powstały film polimerowy na podłożu szklanym w podwyższonej temperaturze.
3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że udział wagowy prekursorów alkoksykrzemowych w mieszaninie poddawanej reakcji kohydrolizy i polikondensacji dla otrzymania hybrydowego żelu nie przekracza 50% sumy wszystkich prekursorów.
4. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że reakcje kohydrolizy i polikondensacji mieszaniny prekursorów polioksykrzemowych do otrzymania hybrydowego żelu prowadzi się w obecności tetrahydrofuranu jako rozpuszczalnika i roztworu HCl jako katalizatora, początkowo w temperaturze pokojowej a następnie w temperaturze wrzenia mieszaniny reakcyjnej.
5. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że z produktu kohydrolizy i polikondensacji mieszaniny prekursorów polioksykrzemowych do otrzymania hybrydowego żelu, usuwa się rozpuszczalniki przez ich ekstrakcję cykloheksanem lub przez oddestylowanie pod zmniejszonym ciśnieniem i w temperaturze do 30°C.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL382216A PL210340B1 (pl) | 2007-04-17 | 2007-04-17 | Fotochromowe, polimerowe filmy hybrydowe oraz sposób wytwarzania fotochromowych, polimerowych filmów hybrydowych |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL382216A PL210340B1 (pl) | 2007-04-17 | 2007-04-17 | Fotochromowe, polimerowe filmy hybrydowe oraz sposób wytwarzania fotochromowych, polimerowych filmów hybrydowych |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL382216A1 PL382216A1 (pl) | 2008-10-27 |
| PL210340B1 true PL210340B1 (pl) | 2012-01-31 |
Family
ID=43036379
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL382216A PL210340B1 (pl) | 2007-04-17 | 2007-04-17 | Fotochromowe, polimerowe filmy hybrydowe oraz sposób wytwarzania fotochromowych, polimerowych filmów hybrydowych |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL210340B1 (pl) |
-
2007
- 2007-04-17 PL PL382216A patent/PL210340B1/pl not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL382216A1 (pl) | 2008-10-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6144625B2 (ja) | 高架橋マトリックスポリマーを有するホログラフィック媒体を製造するためのフォトポリマー処方物 | |
| JP7336158B2 (ja) | 電気光学ポリマー | |
| KR20160072158A (ko) | Tg가 낮은 보레이트를 포함하는 홀로그래픽 매체의 제조를 위한 광중합체 배합물 | |
| EP3748420B1 (en) | Electro-optical polymer | |
| US8318888B1 (en) | Two-photon absorbing cross-linked polyurethanes containing delphenylamino-dialkyffluorene-1,3,5-triazine units | |
| US7452950B2 (en) | Photochromic monomers, photochromic polymers based on the same, photochromic recording media comprising the photochromic polymers, and 3D read/write optical memory comprising the recording media | |
| PL210340B1 (pl) | Fotochromowe, polimerowe filmy hybrydowe oraz sposób wytwarzania fotochromowych, polimerowych filmów hybrydowych | |
| He et al. | Dendritic azo compounds as a new type amorphous molecular material with quick photoinduced surface-relief-grating formation ability | |
| Sukwattanasinitt et al. | New processable, functionalizable polydiacetylenes | |
| JPH03121114A (ja) | 非線形光学活性有機物質およびこの物質からなる要素を含む装置 | |
| JPH05506872A (ja) | 非線形光学レスポンスを示す側鎖コポリマー | |
| JP2000128983A (ja) | 非線形光学活性コポリマ―及びこの種のコポリマ―を含む電気光学及び光デバイス | |
| KR100935903B1 (ko) | 광변색 및 형광특성을 가지는 화합물, 이를 포함하는조성물 및 보안필름 | |
| US20070244326A1 (en) | Self-indicating photo-repatternable hybrid materials and polymers | |
| KR20210135533A (ko) | 화합물 | |
| PL210342B1 (pl) | Hybrydowe, nieorganiczno-organiczne filmy polimerowe i sposób wytwarzania hybrydowych, nieorganiczno-organicznych filmów polimerowych | |
| CA2128218A1 (en) | Functionalized merocyanine dyes and polymers incorporating such dyes | |
| US20080004415A1 (en) | Non-linear optically active molecules, their synthesis, and use | |
| CN111471019A (zh) | 一种5,6-二硝基苯并咪唑型化合物及其合成方法和应用 | |
| Choe et al. | Synthesis and properties of novel X-type polyurethane containing dicyanovinylnitrocatechol of enhanced SHG thermal stability for electro-optic applications | |
| Asgari et al. | Synthesis and Characterization of Soluble Aromatic Polyesters with Side-Chain Azobeneze and Azothiazole Chromophores | |
| CN101486793B (zh) | 含偶氮基团和荧光基团的聚芳醚材料及其制备方法和应用 | |
| US20030161605A1 (en) | Nonlinear optical chiral compounds and devices incorporating same | |
| KR100644250B1 (ko) | 황을 코어구조에 함유한 비선형 광학 덴드리머 소재 | |
| PL210956B1 (pl) | Nowy kopolimer fotochromowy i sposób wytwarzania nowego kopolimeru fotochromowego |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Decisions on the lapse of the protection rights |
Effective date: 20100417 |