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近年来,由于偶氮苯聚合物独特的物理化学以及可逆的光学响应特性,引起了研究者的广泛重视。科学工作者对于侧链型偶氮苯聚合物的研究报道很多。近年来,也有一些主链型共轭偶氮苯聚合物的报道。但这些聚合物结构中偶氮苯基团的反-顺和顺-反光致异构化一般都是通过相应的紫外光和可见光交替辐照来实现的。最近,可见光驱动的光致异构化偶氮苯聚合物引起了科研工作者极大的兴趣。同时,这也为我们设计合成紫外可见光控制的光致异构化偶氮苯聚合物提供了可能,即在一条聚合物链上同时引入紫外可见光和可见光驱动的反-顺和顺-反异构化的偶氮苯基团,通过选择不同波长的光辐照控制聚合物结构中两种类型偶氮苯基团的光致异构化。本论文主要从主侧链型偶氮苯交替共聚物的合成方法出发,通过Suzuki偶联缩聚反应制备了一系列不同拓扑结构的偶氮苯聚合物,研究其独特的光致异构化行为。具体研究内容如下:(1)在本章中,我们主要研究了主侧链型偶氮苯聚合物在紫外可见光的辐照下侧链型和主链型偶氮苯基团光致异构化的控制过程,这些工作未见文献报道。我们首先制备了两端含有溴取代基的芴和芴偶氮苯以及双官能团的硼酸酯和偶氮苯硼酸酯两种类型的功能性单体,再进一步通过Suzuki偶联缩聚反应,分别制备了不同拓扑结构的偶氮苯聚合物,即侧链含偶氮苯基团的芴均聚物(Poly[(9,9-di(4-methoxyazobenzene-4-oxy)octylfluorenyl-2,7-diyl)])(AZOF8)、主链芴-偶氮苯交替共聚物(Poly[(9,9-di-n-octylfluorenyl-2,7-diyl)-alt-4,4’-azobenzene])(F8-alt-AZO)和主侧链型偶氮苯聚芴(Poly[(9,9-di(4-methoxyazobenzene-4-oxy)octylfluorenyl-2,7-diyl)-alt-4,4’-azobenzene])(AZOF8-alt-AZO)。我们首先研究了 AZOF8侧链中单一偶氮苯基团和F8-alt-AZO主链中单一偶氮苯基团在相同波长光辐照下的顺反结构的变化规律,通过对两种类型偶氮苯基团顺反异构变化的差异进行详细的比较。然后在此基础上选择合适波长的光,成功实现了选择性控制主侧链型偶氮苯聚合物结构中两种偶氮苯基团的顺反结构变化。我们设计了两种光照方法控制主侧链型偶氮苯聚合物结构中侧链和主链偶氮苯基团的顺反结构变化。(1)AZOF8-alt-AZO的三氯甲烷溶液在365nm波长紫外光的辐照下,AZOF8-alt-AZO结构中侧链偶氮苯基团反式结构异构化为顺式结构而主链偶氮苯基团保持反式不变(侧链顺式-主链反式,Side-chain Cis-Main chain Trans(SC-MT));上述聚合物溶液继续在435 nm波长蓝光的辐照下,AZOF8-alt-AZO结构中侧链偶氮苯基团顺式结构异构化为反式结构的同时主链偶氮苯基团反式结构异构化为顺式结构(侧链反式-主链顺式,Side-chain Trans-Main chain Cis(ST-MC));最后上述聚合物溶液继续在546 nm波长绿光的辐照下,AZOF8-alt-AZO结构中主链偶氮苯基团顺式结构异构化为反式结构,同时侧链偶氮苯基团仍然处于反式结构(侧链反式-主链反式,Side-chain Trans-Main chain Trans(ST-MT))。在上述光辐照过程中,我们成功实现了选择性控制AZOF8-alt-AZO结构中侧链和主链偶氮苯基团的顺反结构变化,并且获得了三种不同偶氮苯顺反结构(SC-MT,ST-MC和ST-MT)的聚合物。为了获得其他不同偶氮苯顺反结构的聚合物,我们优化了光控制方法。(2)AZOF8-alt-AZO的三氯甲烷溶液在313 nm波长紫外光的辐照下,AZOF8-alt-AZO结构中只有侧链偶氮苯基团反式结构异构化为顺式结构(SC-MT);上述聚合物溶液继续在405 nm波长蓝紫光的辐照下,AZOF8-alt-AZO结构中侧链偶氮苯基团反式结构异构化为顺式结构的同时主链偶氮苯基团反式结构异构化为顺式结构(SC-MC);上述聚合物溶液继续在435 nm波长蓝光的辐照下,AZOF8-alt-AZO结构中只有侧链偶氮苯基团顺式结构异构化为反式结构(ST-MC);上述聚合物溶液继续在546nm波长绿光的辐照下,AZOF8-alt-AZO结构中只有主链偶氮苯基团顺式结构异构化为反式结构(ST-MT)。在上述光辐照过程中,我们不仅成功实现了选择性控制主侧链型偶氮苯聚合物结构中侧链和主链偶氮苯基团的顺反异构变化,同时我们获得了不同偶氮苯顺反结构的聚合物。(2)在上一章中,AZOF8-alt-AZO结构中主链偶氮苯基团的顺式异构体的弱吸收带强度变化不明显,从而导致无法有效地控制AZOF8-alt-AZO交替共聚合物结构中主链偶氮苯基团在光辐照下的顺反异构变化。因此,本章我们在上述主侧链型偶氮苯聚合物结构中主链偶氮苯基团邻位上引入四个氟基团,增强其主链偶氮苯基团顺式异构体的吸收强度,从而改善聚合物结构中主链偶氮苯基团的变化规律。我们主要研究了主链含邻四氟偶氮苯主侧链型偶氮苯交替共聚物在不同波长光辐照控制下的顺反异构化。我们首先制备了两端含有溴取代基的芴和偶氮苯芴以及含邻四氟偶氮苯双官能团硼酸酯的两种功能性单体,再进一步通过Suzuki偶联缩聚反应,制备了不同拓扑结构的偶氮苯聚合物,即芴-邻四氟偶氮苯交替共聚物(Poly[(9,9-di-n-octylfluorenyl-2,7-diyl)-alt-4,4’-o-fluoroazobenzene])(F8-alt-o-FAZO)和主链含邻四氟偶氮苯主侧链型偶氮苯聚芴(Poly[(9,9-di(4-methoxyazobenzene-4-oxy)octylfluorenyl-2,7-diyl)-alt-4,4’-o-terafluoroazobenzene])(AZOF8-alt-o-FAZO)。我们首先研究了AZOF8结构中侧链单一偶氮苯基团和F8-alt-o-FAZO结构中主链单一偶氮苯基团在合适波长光辐照下的顺反结构的变化规律。然后,在此基础上选择合适波长的光,选择性地控制主链含邻四氟偶氮苯主侧链偶氮苯聚合物结构中侧链和主链偶氮苯基团的顺反结构变化,获得不同偶氮苯顺反结构的聚合物。最终,我们设计了一种光辐照方法控制AZOF8-alt-o-FAZO结构中侧链和主链偶氮苯基团的顺反异构化。方法如下:AZOF8-alt-o-FAZO的三氯甲烷溶液在546nm波长绿光的辐照下,AZOF8-alt-o-FAZO结构中主链偶氮苯基团反式结构异构化为顺式结构(ST-MC);上述聚合物溶液继续在365 nm波长紫外光的辐照下,AZOF8-alt-o-FAZO结构中侧链偶氮苯基团和主链含邻四氟偶氮苯基团都发生反式结构异构化为顺式结构的同步变化(SC-MC);最后上述聚合物溶液继续在435 nm波长蓝光的辐照下,AZOF8-alt-o-FAZO结构中侧链偶氮苯基团和主链含邻四氟偶氮苯基团都发生顺式结构异构化为反式结构的同步变化(ST-MT)。在上述光照过程中,我们成功实现了选择性控制AZOF8-alt-o-FAZO结构中侧链偶氮苯基团和主链含邻四氟偶氮苯基团的顺反结构变化,并且获得了三种不同偶氮苯顺反结构的聚合物,成功地克服了上一章中主侧链型偶氮苯聚合物结构中主链偶氮苯基团顺式异构化不明显的缺点。