光敏形状记忆聚合物(2)

光敏形状记忆聚合物的形状记忆效应一般通过引入光致变色基团(photochromic groups)来实现，所用的生色团主要有偶氮苯类和螺吡喃类。一般认为，生色团发生的可逆光化学反应是产生光响应效应的根本原因。这类光化学反应主要是可逆光异构化反应，即分子结构随着辐照光波长的可逆改变而发生可逆变化。伴随着可逆异构化反应，聚合物的构象、偶极矩会发生可逆

变化，这就会引起宏观尺寸的可逆变化。记忆过程可表示为：

LL± L

制备光敏形状记忆聚合物的方式可分为两种：一是将生色团直接引入到聚合物的侧链或主链上；二是将聚合物和含生色团的有机小分子进行掺杂，得到光敏聚合物体系。另外，液晶弹性体是最近发现的一种光敏形状记忆聚合物体系，也值得关注。

1.1 生色团位于侧链的光敏形状记忆聚合物

这类聚合物的光响应特性主要与骨架结构、生色团的种类、生色团的含量等因素有关。其中两类典型的生色团是螺吡喃类和偶氮苯类生色团。偶氮苯基团在紫外光照射下，可从稳定的反式(trans-)结构转变为较不稳定的顺式(cis-)结构。停止照射后，发生逆向反应，顺式结构又可转变为反式结构，可见光(λ>400nm)的照射会加速逆向反应的进行。光异构化反应发生时结构的变化一般通过测定试样在异构化反应前后的紫外可见吸收光谱的变化来反映。紫外光源一般采用一定功率的汞灯，通过使用滤波镜获得一定波长的紫外光对试样进行照射。为了排除热效应的影响，试样一般置于恒温体系中。在紫外光照射以前，试样要置于黑暗中一段时间消色。

为了揭示光敏性形状记忆的机理，有研究者选取了较简单的单分子膜作为研究对象。Seki 等

[3~6]在这方面做了大量的工作，他们研究了含有偶氮苯侧链的聚乙烯醇(PVA)单分子膜6Az10-

PVA，结构如图1所示。

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图1 6Az10-PVA的分子结构图[3]

Fig.1 The chemical structure of 6Az10-PVA[3]