CN101512396A - 表现出二向色性的取向聚合物片材和包含其的制品 - Google Patents

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Abstract

提供了一种包含光致变色－二向色性材料的取向聚合物片材，其中所述片材在活化态表现出二向色性。还提供了一种多层复合体，其至少包括支撑层；和具有两个相对面并且包含光致变色－二向色性材料的取向热塑性聚合物片材。所述片材在活化态表现出二向色性。所述片材的至少一个表面与至支撑层的少一部分相连。本发明还涉及一种包括所述多层复合体的光学元件。还披露了相关的方法。

Description

表现出二向色性的取向聚合物片材和包含其的制品
相关申请的交叉引用
[0001]本申请要求了于2006年8月1日提交的美国临时专利申请No.60/821,028的优先权并且是于2004年5月17日提交的美国专利申请No.10/846,650的部分继续申请，所述部分继续申请要求了于2003年7月1日提交的美国临时专利申请No.60/484,100的优先权。
发明领域
[0002]本发明涉及一种可用作多层复合体例如光学制品中的组件的包括光致变色二向色性材料的取向聚合物片材。
发明背景
[0003]传统的线偏振元件例如用于太阳镜的线偏振透镜和线偏振过滤器通常由包含二向色性材料例如二向色性染料的拉伸的聚合物片材形成。因此，传统的线偏振元件是具有单个线偏振状态的静态元件。因此，当传统的线偏振元件暴露在合适波长的无规偏振辐射或反射辐射下时，透过元件的一定百分比的辐射将被线偏振。这里使用的术语“线偏振”是指将光波的电矢量的振动限定在一个方向或平面上。
[0004]另外，传统的线偏振元件通常是着色的。即，传统的线偏振元件可以包含着色剂(即二向色性材料)并且具有不响应于光化辐射而变化的吸收光谱。这里使用的术语“光化辐射”是指电磁辐射，例如但不限于能够造成响应的紫外和可见光辐射。传统的线偏振元件的颜色将取决于用于形成元件的着色剂，并且最通常为中性色(例如褐色或灰色)。因此，尽管传统的线偏振元件由于它们的着色而因此可用于减少反射的眩光，但它们并不十分适合于在某些低-光条件下使用。另外，由于传统的线偏振元件仅具有单个着色的线偏振状态，因此它们在它们储存或显示信息的能力方面可能是有限的。
[0005]如上所述，可以使用包含二向色性材料的拉伸聚合物薄膜的片材形成传统的线偏振元件。这里使用的术语“二向色性”是指能够吸收至少被透过的辐射的两个正交平面偏振分量中的一个比另一个更强烈。因此，尽管二向色性材料能够优先吸收传输辐射的两个正交平面偏振分量的其中一个，但如果二向色性材料的分子没有适宜地定位或排列，则将不会实现被透过的辐射的净线偏振。即是说，由于二向色性材料的分子的无规定位，因此通过单个分子的选择性吸收将彼此消除以致于不会实现净或全部的线偏振效应。因此，通常需要适宜地定位或排列二向色性材料的分子以实现净线偏振。
[0006]排列二向色性染料分子的一种常用方法涉及将聚乙烯醇(“PVA”)的片材或层加热以使PVA软化，并且然后将片材拉伸以使PVA聚合物链取向。此后，将二向色性染料浸渍到拉伸的片材中并且染料分子呈现聚合物链的取向。即是说，染料分子变成排列的，使得染料分子的长轴通常与取向聚合物链平行。作为选择，二向色性染料可以首先浸渍到PVA片材中，并且随后可以如上所述将片材加热并且拉伸以使PVA聚合物链和连带的染料取向。以该方式，二向色性染料分子可以在PVA片材的取向聚合物链中适宜地定位或排列，并且可以实现净线偏振。即是说，可以使得PVA片材将被透过的辐射线偏振，或者换句话说可以形成线偏振过滤器。
[0007]与上述二向色性元件相反，使用传统热可逆的光致变色材料形成的传统光致变色元件例如光致变色透镜通常能够响应于光化辐射从第一状态例如“透明状态”转变到第二状态例如“有色状态”，并且响应于热能返回到第一状态。这里使用的术语“光致变色”是指具有响应于至少光化辐射而变化的对于至少可见辐射的吸收光谱。因此，传统的光致变色元件通常十分适用于低-光和明亮条件。然而，不包括线偏振过滤器的传统光致变色元件通常不适于线偏振辐射。即是说，在任一状态中，传统光致变色元件的吸收比通常小于2。这里使用的术语“吸收比”是指在第一平面中线偏振的辐射的吸收率与在垂直于第一平面的平面中线偏振的相同波长辐射的吸收率的比例，其中第一平面被看作是具有最高吸收率的平面。因此，传统光致变色元件不能将反射的眩光减少至与传统线偏振元件相同的程度。另外如前所述，传统光致变色元件可能具有有限的储存或显示信息的能力。
[0008]因此，将有利的是提供适于表现出线偏振和光致变色性能的元件和器件。另外，将有利的是提供适于表现出线形、环形或椭圆形偏振以及光致变色性能的元件和器件。
发明概述
[0009]本发明涉及一种包含光致变色-二向色性材料的取向聚合物片材，其中该片材在活化态表现出二向色性。
[0010]在另一个实施方案中，本发明涉及一种多层复合体，其至少包括支撑层；和具有两个相对面并且包含光致变色-二向色性材料的取向热塑性聚合物片材。该片材在活化态表现出二向色性。所述片材的至少一个表面与支撑层的至少一部分相连。
[0011]本发明还涉及一种包含上述多层复合体的光学元件。
[0012]在另一个实施方案中，本发明涉及一种包含光致变色-二向色性材料的取向聚合物片材，所述片材具有：具有第一总体方向(general direction)的第一有序区，和至少一个具有不同于第一总体方向的第二总体方向的与第一有序区相邻的第二有序区，其中该片材在活化态表现出二向色性。
[0013]还披露了相关的方法。
发明详述
[0014]本说明书和附属的权利要求中使用的冠词“一”、“一个”和“这”包括复数对象，除非清楚和明确地限于一个对象。
[0015]另外，出于本说明书的目的，除非另外说明，表示本说明书中使用的组分量、反应条件和其他性能或参数的所有数值将被理解为在所有情况下由术语“约”修饰。因此，除非另外说明，应该理解以下说明书和附属的权利要求中所述的数值参数是近似值。至少，以及并非旨在限制等同原则对权利要求范围的应用，各数值参数应当至少按照所报道的有效数位的数值并采用一般舍入技术来解释。
[0016]另外，尽管如上所述参数本发明的宽范围的数值范围和参数是近似值，但在实施例部分中阐述的数值被尽可能准确地报导。然而，应该理解的是这些数值固有地包含由测量设备和/或测量技术产生的某些误差。
[0017]本发明涉及一种包含光致变色-二向色性材料的取向热塑性聚合物片材，其中该片材至少在活化态表现出二向色性(即线偏振)。本发明的取向热塑性聚合物片材表现出第一状态和第二状态。该包含光致变色-二向色性材料的片材适于响应于至少光化辐射从第一状态转变到第二状态，响应于热能返回到第一状态，和在第一状态和第二状态的至少一个中将至少被透过的辐射线偏振。这里使用的术语“热能”是指任何形式的热。
[0018]术语“光致变色-二向色性”是指在某些条件下表现出光致变色和二向色性(即线偏振)性能两者，该性能至少可通过仪器检测。因此，“光致变色-二向色性化合物”是在某些条件下表现出光致变色和二向色性(即线偏振)性能两者的化合物，该性能至少可通过仪器检测。因此，光致变色-二向色性化合物具有响应于至少光化辐射而变化的对于至少可见辐射的吸收光谱，并且能够吸收至少被透过的辐射的两个正交平面偏振分量中的一个比另一个更强烈(即能够表现出二向色性)。另外，如同下述的传统光致变色化合物那样，本文中披露的光致变色-二向色性化合物可以是热可逆的。即，该光致变色-二向色性化合物可以响应于光化辐射从第一状态转换到第二状态，并且响应于热能返回到第一状态。这里使用的术语“化合物”是指通过两个或更多种元素、组分、成分或部分的联合形成的物质，并且包括，但不限于，通过两个或更多种元素、组分、成分或部分的联合形成的分子和大分子(例如聚合物和低聚物)。
[0019]例如，根据本文中披露的各个非限定实施方案，该光致变色-二向色性化合物可以具有具有第一吸收光谱的第一状态，和具有不同于第一吸收光谱的第二吸收光谱的第二状态，并且可以适于响应于至少光化辐射从第一状态转换到第二状态，和响应于热能返回到第一状态。另外，在第一状态和第二状态之一或两者中，该光致变色-二向色性化合物可以是二向色性的(即线偏振)。例如尽管不需要，但该光致变色-二向色性化合物可以在活化态中线偏振并且在漂白或褪色(即未活化)状态中不偏振。这里使用的术语“活化态”是指该光致变色-二向色性化合物当暴露在足够的光化辐射下时造成至少一部分该光致变色-二向色性化合物从第一状态转换到第二状态。另外，尽管不需要，该光致变色-二向色性化合物可以在第一和第二状态两者中为二向色性。尽管这里没有限制，但例如该光致变色-二向色性化合物可以在活化态和漂白状态两者中线偏振可见辐射。另外，该光致变色-二向色性化合物可以在活化态中线偏振可见辐射，并且可以在漂白状态中线偏振UV辐射。
[0020]与本发明的聚合物片材组合使用的术语“取向”是指片材至少具有第一(排列)总体方向，以使得一个或多个包含该片材的其他结构或组件沿着同一总体方向定位或适宜地排列。例如，在活化态中光致变色-二向色性化合物沿着光致变色-二向色性化合物的长轴的排列或顺序基本与片材的至少第一总体方向平行。本文中涉及材料或结构的顺序或排列使用的术语“总体方向”是指材料、化合物或结构的主要排列或取向。另外，本领域那些技术人员将理解的是材料、化合物或结构可以具有总体方向，尽管在材料、化合物或结构的排列内有一些变化，条件是该材料、化合物或结构具有至少一个主要排列。
[0021]如上所述，根据本文中披露的各个非限定实施方案的取向热塑性聚合物片材可以至少具有第一总体方向。例如，该片材可以包括：具有第一总体方向的第一有序区，和至少一个具有不同于第一总体方向的第二总体方向的与第一有序区相邻的第二有序区。另外，该片材可以具有多个有序区，每一个有序区具有与其余区域相同或不同的总体方向，以形成所希望的图案或设计。
[0022]在一个实施方案中，本发明涉及一种在包含光致变色-二向色性材料的聚合物片材中形成至少双向图案(如上面即刻描述的)的方法，所述片材在活化态表现出二向色性，所述方法包括在两个或更多个顺序阶段中将聚合物片材双轴拉伸。
[0023]并且，本文中使用的术语“涂层”是指得自于可流动组合物的支撑膜，其可以或可以不具有均匀的厚度，并且特别地不包括聚合物片材。相反，术语“片材”是指具有大体均匀的厚度并且能够自支撑的预成型膜。出于本发明的目的，术语“片材”意在包括预成型的“纤维”，并且具有可测量的大体均匀的厚度。该片材具有两个相对面(包括纤维形式的片材)，在其中的一个或两个面之上可以或可以不具有一个或多个层(包括涂层)。任何层可以包含无机和/或有机材料。
[0024]本发明的聚合物片材在活化态可以具有至少1.5的吸收比，例如所述聚合物片材在活化态可以具有1.5-30，或3-20，或者4-10，例如5的吸收比。吸收比根据下文中相对于实施例描述的吸收比测试方法(ABSORPTION RATIO TEST METHOD)确定。
[0025]所述聚合物片材可以包含广泛种类的聚合物的聚合物成分，包括热固性聚合物和热塑性聚合物两者。这里使用的术语“聚合物”意在包括聚合物和低聚物，以及均聚物和共聚物。这些聚合物可以包括例如丙烯酸系聚合物、聚酯聚合物、聚氨酯聚合物、聚(脲)氨酯聚合物、多胺聚合物、聚环氧化物聚合物、聚酰胺聚合物、聚醚聚合物、聚硅氧烷聚合物、多硫化物聚合物、其共聚物和其混合物。通常，这些聚合物可以是通过本领域那些技术人员已知的任何方法制备的这些类型的任一种聚合物。
[0026]用于形成聚合物片材的聚合物也可以包含官能团，包括但不限于，羧酸基团、胺基、环氧化物基团、羟基、硫醇基、氨基甲酸酯基团、酰胺基、脲基、异氰酸酯基团(包括封端的异氰酸酯基团)、硫醇基团、具有烯属不饱和的基团例如丙烯酸酯基团、乙烯基，和其组合。合适的成膜树脂混合物也可用于制备涂料组合物。如果由其形成聚合物片材的聚合物组合物包含含官能团的聚合物(例如前面提及的含官能团的聚合物的任一种)，则该聚合物组合物可以进一步包含具有与所述聚合物的那些呈反应性的官能团的材料。反应可以例如通过热、光引发、氧化和/或辐射固化技术来促进。还考虑的是任何前述聚合物的混合物。
[0027]适用于形成本发明的聚合物片材的聚合物的另一些非限定例子是描述于以下中的聚(甲基)丙烯酸烷基酯和聚酰胺的热塑性嵌段共聚物：公开的美国专利申请2004/0068071A1，段[0020]-[0042]，该申请的所述部分在此引入作为参考；和美国专利No.6,096,375，18栏，8行-19栏，5行，该专利的所述部分在此引入作为参考。
[0028]在本发明的一个特定实施方案中，聚合物片材包含弹性体聚合物，例如热塑性弹性体聚合物。这里使用的“弹性体聚合物”是指具有高程度的回弹性和弹性以使得其能够至少部分可逆地变形或伸长的聚合物。在一些情况下，当拉伸时，弹性体的分子被排列并且可以呈现结晶排列的形态；并且当松弛时，弹性体可以一定程度地返回到其自然无序状态。出于本发明的目的，弹性体聚合物可以包括热塑性聚合物、热塑性弹性体聚合物和热固性聚合物，只要这些聚合物落入上面对于“弹性体聚合物”提供的描述内。
[0029]弹性体聚合物可以包括广泛种类的本领域认可的弹性体的任一种，包括但不限于任何前述聚合物的共聚物。在本发明的一个实施方案中，弹性体聚合物可以包括在聚合物主链中具有醚和/或酯键的嵌段共聚物。合适的嵌段共聚物的例子可以包括，但不限于，聚(酰胺-醚)嵌段共聚物、聚(酯-醚)嵌段共聚物、聚(醚-氨基甲酸酯)嵌段共聚物、聚(酯-氨基甲酸酯)嵌段共聚物和/或聚(醚-脲)嵌段共聚物。这些弹性体聚合物的合适具体例子可以包括，但不限于，可在商标和
Figure A200780033550D00212
下从Bayer Material Science；在
Figure A200780033550D00213
下从Royal DSM；和在
Figure A200780033550D00214
下从Atofina Chemicals或CordisCorporation商购获得的那些。
[0030]如前所述，本发明的取向聚合物片材包含光致变色-二向色性材料。本领域公知的任何光致变色-二向色性材料适用于该目的。合适的光致变色-二向色性化合物的例子是包含以下的那些：(a)至少一种选自吡喃、噁嗪和俘精酸酐的光致变色基团(PC)；和(b)与至少一种光致变色基团相连的至少一种延长剂，其中该延长剂(L)由下式I表示(其在下面详细描述)：
-[S1]c-[Q1-[S2]d]d’-[Q2-[S3]e]e’-[Q3-[S4]f]f’-S5-P          (I)。
[0031]这里使用的术语“相连”是指直接结合或者通过另一个基团间接结合。因此，例如根据本文中披露的各个非限定实施方案，L可与PC直接结合作为PC上的取代基，或者L可以是与PC直接结合的另一个基团(例如由R1表示的基团，其在下面描述)上的取代基(即L与PC间接结合)。尽管在本文中没有限制，但根据各个非限定实施方案，L可与PC相连以在活化态使PC延伸或延长，使得与单独的PC相比延伸的PC(即光致变色化合物)的吸收比增加。尽管在本文中没有限制，但根据各个非限定实施方案，L在PC上的连接位置可以这样选择：在与PC活化形式的理论过渡偶极矩平行的方向和垂直的方向的至少一个中，L使得PC延长。这里使用的术语“理论过渡偶极矩”是指通过电磁辐射与分子的相互作用产生的过渡偶极偏振。参见例如IUPAC Compendium of Chemical Technology，2 nd Ed.，InternationalUnion of Pure and Applied Chemistry(1997)。
[0032]参照上式I，在各自情况下每一Q1、Q2和Q3可以独立地选自：选自以下的二价基团：未取代或取代的芳基，未取代或取代的脂环族基团，未取代或取代的杂环基团，和其混合物，其中取代基选自：由P表示的基团(如下所述)，芳基，硫醇，酰胺，液晶基元(mesogen)、卤素，C1-C18烷氧基，聚(C1-C18烷氧基)，氨基，氨基(C1-C18)亚烷基，C1-C18烷基氨基，二-(C1-C18)烷基氨基，C1-C18烷基，C2-C18烯烃，C2-C18炔烃，C1-C18烷基(C1-C18)烷氧基，C1-C18烷氧基羰基，C1-C18烷基羰基，C1-C18烷基碳酸酯，芳基碳酸酯，C1-C18酰基，C3-C10环烷基，C3-C10环烷氧基，异氰酸基，酰氨基，氰基，硝基，被氰基、卤素或C1-C18烷氧基单取代或者被卤素多取代的直链或支化的C1-C18烷基，和由下式之一表示的基团：-M(T)(t-1)和-M(OT)(t-1)，其中M选自铝、锑、钽、钛、锆和硅，T选自有机官能基团、有机官能烃基、脂族烃基和芳族烃基，和t是M的化合价。这里使用的前缀“聚(poly)”是指至少2。
[0033]如上所述，在各自情况下Q1、Q2和Q3可以独立地选自二价基团，例如未取代或取代的芳基、未取代或取代的杂环基团，和未取代或取代的脂环族基团。可用的芳基的例子包括：苯并基、萘并基、菲并基、联苯基、四氢萘并基、三苯基和蒽并基。
[0034]这里使用的术语“杂环基团”是指具有原子环的化合物，其中形成环的至少一个原子不同于形成环的其他原子。另外，这里使用的术语杂环基团特别地不包括稠合的杂环基团。Q1、Q2和Q3可以选自其中的合适杂环基团的非限定例子包括：异山梨醇、二苯并呋喃并、二苯并噻吩并、苯并呋喃并、苯并噻吩并、噻吩并、呋喃并、二噁烯并、咔唑并、氨茴基、氮杂基、苯并噁唑基、二氮杂基、二唑基(dioazlyl)、咪唑烷基、咪唑基、咪唑啉基、吲唑基、假吲哚基、二氢吲哚基、中氮茚基、吲哚基、吲哚噁嗪基、isobenzazolyl、异吲哚基、异噁唑基、isooxazyl、异吡唑基、异喹啉基、异噻唑基、吗啉代、吗啉基、噁二唑基、噁噻唑基、噁噻唑基、oxathiolyl、噁三唑基、噁唑基、哌嗪基、piperazyl、哌啶基、嘌呤基、吡喃并吡咯基、吡嗪基、吡唑烷基、吡唑啉基、吡唑基、pyrazyl、哒嗪基、pyridazyl、吡啶基、嘧啶基、嘧啶基、pyridenyl、吡咯烷基、吡咯啉基、吡咯基、喹嗪基、奎宁环基、喹啉基、噻唑基、三唑基、三唑基、N-芳基哌嗪并、氮丙啶基、芳基哌啶子基、硫代吗啉并、四氢喹啉基、四氢异喹啉基、吡咯基、未取代、单或二取代的C4-C18螺双环胺，和未取代的、单或二取代的C4-C18螺三环胺。
[0035]如上所述，Q1、Q2和Q3可以选自单或二取代的C4-C18螺双环胺和C4-C18螺三环胺。合适取代基的非限定例子包括芳基、C1-C6烷基、C1-C6烷氧基或苯基(C1-C6)烷基。单或二取代的螺双环胺的具体非限定例子包括：2-氮杂双环[2.2.1]庚-2-基；3-氮杂双环[3.2.1]辛-3-基；2-氮杂双环[2.2.2]辛-2-基和6-氮杂双环[3.2.2]壬-6-基。单或二取代的三环胺的具体非限定例子包括：2-氮杂三环[3.3.1.1(3，7)]癸-2-基；4-苄基-2-氮杂三环[3.3.1.1(3，7)]癸-2-基；4-甲氧基-6-甲基-2-氮杂三环[3.3.1.1(3，7)]癸-2-基；4-氮杂三环[4.3.1.1(3，8)]十一烷-4-基；和7-甲基-4-氮杂三环[4.3.1.1(3，8)]十一烷-4-基。Q1、Q2和Q3可以选自其中的脂环族基团的例子包括，但不限于，环己基、环丙基、降冰片烯基、十氢萘基、金刚烷基、双环辛烷、全氢芴和立方烷基。
[0036]继续参照式I，并且在各自情况下每一S1、S2、S3、S4和S5独立地选自选自以下的间隔单元：
(1)-(CH2)g-、-(CF2)h-、-Si(CH2)g-、-(Si[(CH3)2]O)h-，其中在各自情况下g独立地选自1-20；h选自1-16；
(2)-N(Z)-、-C(Z)＝C(Z)-、-C(Z)＝N-、-C(Z’)-C(Z’)-，其中在各自情况下Z独立地选自氢、C1-C6烷基、环烷基和芳基，并且在各自情况下Z’独立地选自C1-C6烷基、环烷基和芳基；和
(3)-O-、-C(O)-、-C≡C-、-N＝N-、-S-、-S(O)-、-S(O)(O)-、直链或支化的C1-C24亚烷基残基，所述C1-C24亚烷基残基是未取代的、被氰基或卤素单取代的，或者被卤素多取代的；
条件是当两个包含杂原子的间隔单元连接在一起时，该间隔单元被连接以使得杂原子不彼此直接相连，和当S1和S5分别与PC和P相连时，它们被连接以使得两个杂原子不彼此直接相连。这里使用的术语“杂原子”是指除了碳或氢之外的原子。
[0037]另外在式I中，根据各个非限定实施方案，c、d、e和f各自可以独立地选自1-20的整数，包括端值在内；和d’、e’和f’各自可以独立地选自0、1、2、3和4，条件是d’+e’+f’的总和至少为1。根据另一些非限定实施方案，c、d、e和f各自可以独立地选自0-20的整数，包括端值在内；和d’、e’和f’各自可以独立地选自0、1、2、3和4，条件是d’+e’+f’的总和至少为2。根据仍然另一些非限定实施方案，c、d、e和f各自可以独立地选自0-20的整数，包括端值在内；和d’、e’和f’各自可以独立地选自0、1、2、3和4，条件是d’+e’+f’的总和至少为3。根据仍然另一些非限定实施方案，c、d、e和f各自可以独立地选自0-20的整数，包括端值在内；和d’、e’和f’各自可以独立地选自0、1、2、3和4，条件是d’+e’+f’的总和至少为1。
[0038]另外在式I中，P可以选自：氮丙啶基、氢、羟基、芳基、烷基、烷氧基、氨基、烷基氨基、烷基烷氧基、烷氧基烷氧基、硝基、聚烷基醚、(C1-C6)烷基(C1-C6)烷氧基(C1-C6)烷基、聚亚乙基氧基、聚亚丙基氧基、亚乙基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、2-氯丙烯酸酯、2-苯基丙烯酸酯、丙烯酰基亚苯基、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、2-氯丙烯酰胺、2-苯基丙烯酰胺、环氧基、异氰酸酯、硫醇、硫代异氰酸酯、衣康酸酯、乙烯基醚、乙烯基酯、苯乙烯衍生物、硅氧烷、主链和侧链液晶聚合物、乙烯亚胺衍生物、马来酸衍生物、富马酸衍生物、未取代的肉桂酸衍生物、被甲基、甲氧基、氰基和卤素中的至少一个取代的肉桂酸衍生物，和选自甾类基团、萜类基团、生物碱基团和其混合物的取代和未取代的手性和非手性的一价或二价基团，其中取代基独立地选自烷基、烷氧基、氨基、环烷基、烷基烷氧基、氟烷基、氰基烷基、氰基烷氧基和其混合物。
[0039]另外，尽管在本文中没有限制，但当P是可聚合基团时，该可聚合基团可以是适于参与聚合反应的任何官能团。聚合反应的非限定例子包括描述于Hawley’s Condensed Chemical Dictionary Thirteenth Edition，1997，John Wiley & Sons，pages 901-902中的“polymerization”定义中的那些，该披露内容在此引入作为参考。例如，尽管在本文中没有限制，但聚合反应包括：“加聚”，其中自由基是引发剂，通过将单体加成在单体双键的一侧上同时在另一侧上产生新的自由电子而与单体的双键反应；“缩聚”，其中两个反应分子结合形成较大分子并同时消去小分子例如水分子；和“氧化偶联聚合”。另外，可聚合基团的非限定例子包括羟基、丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、2-(丙烯酰氧基)乙基氨基甲酰基、2-(甲基丙烯酰氧基)乙基氨基甲酰基、异氰酸酯、氮杂环丙烷、碳酸烯丙酯和环氧基，例如环氧乙烷基甲基。
[0040]另外，P可以选自主链或侧链液晶聚合物和液晶基元。这里使用的术语“基元”液晶是指硬的棒状或盘状液晶分子。另外，本文中使用的术语“主链液晶聚合物”是指在聚合物的骨架(即主链)结构内具有液晶基元的聚合物。这里使用的术语“侧链液晶聚合物”是指具有在侧链上与聚合物相连的液晶基元的聚合物。尽管没有在本文中限制，但一般而言，“基元”液晶由两个或更多个芳环组成，该芳环限制了液晶聚合物的运动。合适的棒状液晶基元的例子包括，没有限制：取代或未取代的芳族酯、取代或未取代的线型芳族化合物，和取代或未取代的三联苯。根据另一个特定的非限定实施方案，P可以选自甾类，例如并且没有限制，胆甾醇类化合物。
[0041]光致变色基团PC可以选自其中的热可逆光致变色吡喃的非限定例子包括苯并吡喃、萘并吡喃例如萘并[1，2-b]吡喃、萘并[2，1-b]吡喃、茚并稠合的萘并吡喃，例如披露于美国专利5,645,767中的那些，和杂环稠合的萘并吡喃，例如披露于美国专利Nos.5,723,072、5,698,141、6,153,126和6,022,497中的那些，这些专利因此在此引入作为参考；螺环-9-芴并[1，2-b]吡喃；菲并吡喃；喹啉并吡喃；荧蒽并吡喃；螺吡喃例如螺(苯并二氢吲哚)萘并吡喃、螺(二氢吲哚)苯并吡喃、螺(二氢吲哚)萘并吡喃、螺(二氢吲哚)喹啉并吡喃和螺(二氢吲哚)吡喃。萘并吡喃和互补的有机光致变色物质的更具体例子描述于美国专利5,658,501中，该专利因此特别在此引入作为参考。螺(二氢吲哚)吡喃还描述于文献Techniques in Chemistry，Volume III，“Photochromism”，Chapter 3，Glenn H.Brown，Editor，John Wiley and Sons，Inc.，New York，1971中，该文献因此在此引入作为参考。
[0042]PC可以选自其中的光致变色噁嗪的非限定例子包括苯并噁嗪、萘并噁嗪和螺噁嗪，例如螺(二氢吲哚)萘并噁嗪、螺(二氢吲哚)吡啶并苯并噁嗪、螺(苯并二氢吲哚)吡啶并苯并噁嗪、螺(苯并二氢吲哚)萘并噁嗪、螺(二氢吲哚)苯并噁嗪、螺(二氢吲哚)荧蒽并噁嗪和螺(二氢吲哚)喹啉并噁嗪。PC可以选自其中的光致变色俘精酸酐的非限定例子包括：俘精酰亚胺、3-呋喃基和3-噻吩基俘精酸酐，它们披露于美国专利4,931,220(其因此特别引入作为参考)中，和任何上述光致变色材料/化合物的混合物。
[0043]另外，在光致变色-二向色性化合物包含至少两个PC的情况下，PC可以通过单个PC上的连接基团取代基彼此相连。例如，PC可以是可聚合的光致变色基团或者适于与宿主材料相容的光致变色基团(“相容的光致变色基团”)。PC可以选自其中并且可与本文中披露的各个非限定实施方案组合使用的可聚合光致变色基团的非限定例子披露于美国专利6,113,814中，该专利因此特别在此引入作为参考。PC可以选自其中并且可与本文中披露的各个非限定实施方案组合使用的相容的光致变色基团的非限定例子披露于美国专利6,555,028中，该专利因此特别在此引入作为参考。
[0044]其他合适的光致变色基团和互补的光致变色基团描述于U.S.专利6,080,338，2栏，21行-14栏，43行；6,136,968，2栏，43行-20栏，67行；6,296,785，2栏，47行-31栏，5行；6,348,604，3栏，26行-17栏，15行；6,353,102，1栏，62行-11栏，64行；和6,630,597，2栏，16行-16栏，23行中；上述专利的披露内容在此引入作为参考。
[0045]除了至少一种延长剂(L)之外，光致变色基团可以进一步包含至少一种直接与PC相连的由R1表示的基团。尽管不要求，但如前所述，至少一种延长剂(L)可以通过该至少一种由R1表示的基团与PC间接相连。即，L可以是与PC相连的至少一种基团R1上的取代基。根据本文中披露的各个非限定实施方案，在各自情况下R1可以独立地选自：
(i)氢、C1-C12烷基、C2-C12烷叉基、C2-C12次烷基、乙烯基、C3-C7环烷基、C1-C12卤代烷基、烯丙基、卤素，和未取代或者被C1-C12烷基和C1-C12烷氧基中的至少一种单取代的苄基；
(ii)在对位被选自以下的至少一种取代基单取代的苯基：C1-C7烷氧基、线型或支化的C1-C20亚烷基、线型或支化的C1-C4聚氧化亚烷基、环状C3-C20亚烷基、亚苯基、亚萘基、C1-C4烷基取代的亚苯基、单或聚氨基甲酸酯(C1-C20)亚烷基、单或聚酯(C1-C20)亚烷基、单或聚碳酸酯(C1-C20)亚烷基、聚亚硅烷基、聚亚硅氧烷基和其混合物，其中至少一个取代基与光致变色材料的芳基相连；
(iii)-CH(CN)2和-CH(COOX1)2，其中X1选自以下的至少一种：由上式I表示的延长剂L、氢、未取代或被苯基单取代的C1-C12烷基、被C1-C12烷基或C1-C12烷氧基单取代的苯基(C1-C12)烷基，和未取代、单或二取代的芳基，其中每一芳基取代基独立地选自C1-C12烷基和C1-C12烷氧基；
(iv)-CH(X2)(X3)，其中
(A)X2选自以下的至少一种：由上式I表示的延长剂L、氢、C1-C12烷基，和未取代、单或二取代的芳基，其中每一芳基取代基独立地选自C1-C12烷基和C1-C12烷氧基；和
(B)X3选自-COOX1、-COX1、-COX4和-CH2OX5中的至少一种，其中：
(1)X4选自以下的至少一种：吗啉代，哌啶子基，未取代、被C1-C12烷基单或二取代的氨基，和未取代、单或二取代的选自苯基氨基和二苯基氨基的基团，其中每一取代基独立地选自C1-C12烷基或C1-C12烷氧基；和
(2)X5选自由上式I表示的延长剂L、氢、-C(O)X2、未取代或者被(C1-C12)烷氧基或苯基单取代的C1-C12烷基、被(C1-C12)烷氧基单取代的苯基(C1-C12)烷基，和未取代、单或二取代的芳基，其中每一芳基取代基独立地选自C1-C12烷基和C1-C12烷氧基；
(v)未取代的单、二或三取代的芳基，例如苯基、萘基、菲基或芘基；9-久洛尼定基；或选自以下的未取代、单或二取代的杂芳基：吡啶基、呋喃基、苯并呋喃-2-基、苯并呋喃-3-基、噻吩基、苯并噻吩-2-基、苯并噻吩-3-基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、咔唑基、苯并吡啶基、二氢吲哚基和芴基；其中在各自情况下每一取代基独立地选自：
(A)由上式I表示的延长剂L；
(B)-C(O)X6，其中X6选自以下的至少一种：由上式I表示的延长剂L，H，C1-C12烷氧基，未取代、被C1-C12烷基或C1-C12烷氧基单或二取代的苯氧基，未取代、被C1-C12烷基或C1-C12烷氧基单或二取代的芳基，未取代、被C1-C12烷基单或二取代的氨基，和未取代、被C1-C12烷基或C1-C12烷氧基单或二取代的苯基氨基；
(C)芳基、卤代芳基、C3-C7环烷基芳基，和被C1-C12烷基或C1-C12烷氧基单或二取代的芳基；
(D)C1-C12烷基、C3-C7环烷基、C3-C7环烷基氧基(C1-C12)烷基、芳基(C1-C12)烷基、芳氧基(C1-C12)烷基、单或二-(C1-C12)烷基芳基(C1-C12)烷基、单或二-(C1-C12)烷氧基芳基(C1-C12)烷基、卤代烷基和单(C1-C12)烷氧基(C1-C12)烷基；
(E)C1-C12烷氧基、C3-C7环烷氧基；环烷基氧基(C1-C12)烷氧基；芳基(C1-C12)烷氧基、芳氧基(C1-C12)烷氧基、单或二-(C1-C12)烷基芳基(C1-C12)烷氧基，和单或二-(C1-C12)烷氧基芳基(C1-C12)烷氧基；
(F)酰氨基、氨基、单或二烷基氨基、二芳基氨基、哌嗪基、N-(C1-C12)烷基哌嗪基、N-芳基哌嗪基、氮丙啶基、二氢吲哚并、哌啶子基、吗啉代、硫代吗啉代、四氢喹啉基、四氢异喹啉基、吡咯烷基、羟基、丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基和卤素；
(G)-OX7或-N(X7)2，其中X7选自：
(1)由上式I表示的延长剂L、氢、C1-C12烷基、C1-C12酰基、苯基(C1-C12)烷基、单(C1-C12)烷基取代的苯基(C1-C12)烷基、单(C1-C12)烷氧基取代的苯基(C1-C12)烷基；C1-C12烷氧基(C1-C12)烷基；C3-C7环烷基；单(C1-C12)烷基取代的C3-C7环烷基、C1-C12卤代烷基、烯丙基、苯甲酰基、单取代的苯甲酰基、萘甲酰基或单取代的萘甲酰基，其中每一所述的苯甲酰基和萘甲酰基取代基独立地选自C1-C12烷基和C1-C12烷氧基；
(2)-CH(X8)X9，其中X8选自由上式I表示的延长剂L、H或C1-C12烷基；和X9选自由上式I表示的延长剂L、-CN、-CF3或-COOX10，其中X10选自由上式I表示的延长剂L、H或C1-C12烷基；
(3)C(O)X6；和
(4)三(C1-C12)烷基甲硅烷基、三(C1-C12)烷氧基甲硅烷基、二(C1-C12)烷基(C1-C12烷氧基)甲硅烷基，或二(C1-C12)烷氧基(C1-C12烷基)甲硅烷基；
(H)-SX11，其中X11选自由上式I表示的延长剂L，C1-C12烷基，未取代、或者被C1-C12烷基、C1-C12烷氧基或卤素单或二取代的芳基；
(I)由式i表示的含氮环：
其中：
(1)n是选自0、1、2和3的整数，条件是如果n为0，则U’是U，并且在各自情况下每一U独立地选自-CH2-、-CH(X12)-，-C(X12)2-、-CH(X13)-、-C(X13)2-和-C(X12)(X13)-，其中X12选自由上式I表示的延长剂L和C1-C12烷基，和X13选自由上式I表示的延长剂L、苯基和萘基，和
(2)U’选自U、-O-、-S-、-S(O)-、-NH-、-N(X12)-或-N(X13)-，和m是选自1、2和3的整数，和
(J)由式ii或iii之一表示的基团：
其中在各自情况下X14、X15和X16独立地选自由上式I表示的延长剂L、C1-C12烷基、苯基和萘基，或者X14和X15一起形成5-8个碳原子的环；p是选自0、1或2的整数，和在各自情况下X17独立地选自由上式I表示的延长剂L、C1-C12烷基、C1-C12烷氧基和卤素；
(vi)选自以下的未取代或单取代的基团：吡唑基、咪唑基、吡唑啉基、咪唑啉基、吡咯烷基、吩噻嗪基、吩噁嗪基、吩嗪基和吖啶基，其中每一取代基独立地选自由上式I表示的延长剂L、C1-C12烷基、C1-C12烷氧基、苯基、羟基、氨基和卤素；
(vii)由式iv或v之一表示的基团：
Figure A200780033550D00311
其中
(A)V’在每一式中独立地选自-O-、-CH-、C1-C6亚烷基和C3-C7亚环烷基，
(B)V在每一式中独立地选自-O-或-N(X21)-，其中X21选自由上式I表示的延长剂L、氢、C1-C12烷基和C2-C12酰基，条件是如果V是-N(X21)-，则V’是-CH2-，
(C)X18和X19各自独立地选自由上式I表示的延长剂L、氢和C1-C12烷基，和
(D)k选自0、1和2，和在各自情况下每一X20独立地选自由上式I表示的延长剂L、C1-C12烷基、C1-C12烷氧基、羟基和卤素；
(viii)由式vi表示的基团：
Figure A200780033550D00312
其中
(A)X22选自由上式I表示的延长剂L、氢和C1-C12烷基，和
(B)X23选自由上式表示的延长剂L或者未取代、单或二取代的选自萘基、苯基、呋喃基和噻吩基的基团，其中在各自情况下每一取代基独立地选自C1-C12烷基、C1-C12烷氧基和卤素；
(ix)-C(O)X24，其中X24选自由上式I表示的延长剂L，羟基、C1-C12烷基，C1-C12烷氧基，未取代或者被C1-C12烷基或C1-C12烷氧基单取代的苯基，未取代、被C1-C12烷基、苯基、苄基和萘基中的至少一种单或二取代的氨基；
(x)-OX7和-N(X7)2，其中X7如上所述；
(xi)-SX11，其中X11如上所述；
(xii)如上所述的由式iv表示的含氮环；
(xiii)如上所述的由式v或vi之一表示的基团；和
(xiv)直接相邻的R1基团一起形成由式vii、viii和ix之一表示的基团：
其中
(A)在各自情况下W和W’独立地选自-O-、-N(X7)-、-C(X14)-、-C(X17)-(其中X7、X14和X17如上所述)，
(B)X14、X15和X17如上所述，和
(C)q是选自0、1、2、3和4的整数。
[0046]根据一个非限定实施方案，光致变色-二向色性化合物可以是由式II表示的光致变色吡喃：
其中A是选自以下的芳环或稠合芳环：萘并、苯并、菲并、荧蒽并、蒽并(antheno)、喹啉并、噻吩并、呋喃并、吲哚并、二氢吲哚并、茚并、苯并呋喃并、苯并噻吩并、噻吩并、茚并稠合的萘并、杂环稠合的萘并和杂环稠合的苯并，并且B和B’各自可以独立地选自：
(i)氢、C1-C12烷基、C2-C12烷叉基、C2-C12次烷基、乙烯基、C3-C7环烷基、C1-C12卤代烷基、烯丙基、卤素，和未取代或者被C1-C12烷基和C1-C12烷氧基中的至少一种单取代的苄基；
(ii)在对位被选自以下的至少一种取代基单取代的苯基：C1-C7烷氧基、线型或支化的C1-C20亚烷基、线型或支化的C1-C4聚氧化亚烷基、环状C3-C20亚烷基、亚苯基、亚萘基、C1-C4烷基取代的亚苯基、单或聚氨基甲酸酯(C1-C20)亚烷基、单或聚酯(C1-C20)亚烷基、单或聚碳酸酯(C1-C20)亚烷基、聚亚硅烷基、聚亚硅氧烷基和其混合物，其中至少一个取代基与光致变色材料的芳基相连；
(iii)-CH(CN)2和-CH(COOX1)2，其中X1如上所述；
(iv)-CH(X2)(X3)，其中X2和X3如上所述；
(v)未取代的单、二或三取代的芳基，例如苯基、萘基、菲基或芘基；9-久洛尼定基；或选自以下的未取代、单或二取代的杂芳基：吡啶基、呋喃基、苯并呋喃-2-基、苯并呋喃-3-基、噻吩基、苯并噻吩-2-基、苯并噻吩-3-基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、咔唑基、苯并吡啶基、二氢吲哚基和芴基；其中在各自情况下每一取代基独立地选自：
(A)由上式I表示的延长剂L；
(B)-C(O)X6，其中X6如上所述；
(C)芳基、卤代芳基、C3-C7环烷基芳基，和被C1-C12烷基或C1-C12烷氧基单或二取代的芳基；
(D)C1-C12烷基、C3-C7环烷基、C3-C7环烷基氧基(C1-C12)烷基、芳基(C1-C12)烷基、芳氧基(C1-C12)烷基、单或二-(C1-C12)烷基芳基(C1-C12)烷基、单或二-(C1-C12)烷氧基芳基(C1-C12)烷基、卤代烷基和单(C1-C12)烷氧基(C1-C12)烷基；
(E)C1-C12烷氧基、C3-C7环烷氧基；环烷基氧基(C1-C12)烷氧基；芳基(C1-C12)烷氧基、芳氧基(C1-C12)烷氧基、单或二-(C1-C12)烷基芳基(C1-C12)烷氧基，和单或二-(C1-C12)烷氧基芳基(C1-C12)烷氧基；
(F)酰氨基、氨基、单或二烷基氨基、二芳基氨基、哌嗪基、N-(C1-C12)烷基哌嗪基、N-芳基哌嗪基、氮丙啶基、二氢吲哚基、哌啶子基、吗啉代、硫代吗啉代、四氢喹啉基、四氢异喹啉基、吡咯烷基、羟基、丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基和卤素；
(G)-OX7和-N(X7)2，其中X7如上所述；
(H)-SX11，其中X11如上所述；
(I)如上所述的由式i表示的含氮环；
(J)如上所述由式的ii或iii之一表示的基团；
(vi)选自以下的未取代或单取代的基团：吡唑基、咪唑基、吡唑啉基、咪唑啉基、吡咯烷基、吩噻嗪基、吩噁嗪基、吩嗪基和吖啶基，其中每一取代基独立地选自延长剂L、C1-C12烷基、C1-C12烷氧基、苯基、羟基、氨基或卤素；
(vii)如上所述的由式iv或v之一表示的基团；和
(viii)如上所述的由式vi表示的基团。
[0047]作为选择，B和B’一起可以形成：(a)未取代、单或二取代的芴-9-叉基，其中每一所述芴-9-叉基取代基选自C1-C4烷基、C1-C4烷氧基、氟和氯；(b)饱和C3-C12螺-单环烃环，例如环丙叉基、环丁叉基、环戊叉基、环己叉基、环庚叉基、环辛叉基、环壬叉基、环癸叉基、环十一烷叉基、环十二烷叉基；(c)饱和C7-C12螺-双环烃环，例如双环[2.2.1]庚叉基，即降冰片叉基、1，7，7-三甲基双环[2.2.1]庚叉基，即冰片叉基、双环[3.2.1]辛叉基、双环[3.3.1]壬-9-叉基、双环[4.3.2]十一烷；或者(d)饱和C7-C12螺-三环烃环，例如三环[2.2.1.02，6]庚叉基、三环[3.3.1.13，7]癸叉基，即金刚烷叉基，和三环[5.3.1.12，6]十二烷叉基。另外根据下面更详细论述的各个非限定实施方案，B和B’一起可以形成未取代或者被至少一个由R2表示的基团取代的二氢吲哚基或苯并二氢吲哚基。
[0048]再次参照式II，根据各个非限定实施方案，“i”可以是选自0至A上的总有效位置的整数，并且在各自情况下每一R2可以独立地选自：(i)由式I(上面)表示的延长剂L和(ii)由R1(上面)表示的基团；条件是由式II表示的光致变色-二向色性化合物包含至少一种由上式I表示的延长剂(L)。
[0049]因此例如在式II中，“i”可以至少为1并且至少一个R2基团可以是延长剂L。另外或者作为选择，光致变色-二向色性化合物可以包含至少一个R2基团、至少一个B基团，或者至少一个被延长剂L取代的B’基团。因此例如并且没有限制，L可与吡喃基团直接相连，例如其中i至少为1并且R2为L，或者其可以例如作为R2、B或B’基团上的取代基与吡喃基团间接相连，使得在活化态L使吡喃基团伸长，以使得与未伸长的吡喃基团相比，光致变色化合物的吸收比增加。例如尽管在本文中没有限制，但B或B’基团可以是被延长剂L单取代的苯基。
[0050]例如根据各个非限定实施方案，光致变色-二向色性化合物可以是由式III表示的萘并[1，2-b]吡喃：
Figure A200780033550D00351
其中：(a)以下的至少一种包含延长剂L：6-位上的R2取代基、8-位上的R2取代基、B和B’；(b)6-位上的R2取代基与5-位上的R2取代基一起形成由式x至式xiv之一表示的基团：
其中K选自-O-、-S-、-N(X7)-；和未取代的C或者被烷基、羟基、烷氧基、氧代或芳基取代的C；K’是-C-、-O-或-N(X7)-；K＂选自-O-或-N(X7)-；X25是由R2表示的基团(其在上面详细描述)；X26可以选自氢、烷基、芳基，或者一起形成苯并或萘并；并且每一X27选自烷基和芳基，或者一起是氧代；条件是以下的至少一种包含延长剂L：8-位上的R2取代基、X25、K、K’、K＂、B或B’；或者(c)6-位上的R2取代基与7-位上的R2取代基一起形成选自苯并和萘并的芳基，条件是以下的至少一种包含延长剂L：8-位上的R2取代基、B和B’。
[0051]另外，根据其他非限定实施方案，光致变色-二向色性化合物可以是由式IV表示的茚并稠合的萘并[1，2-b]吡喃：
Figure A200780033550D00371
其中K如上所述，并且以下的至少一种包含延长剂L：11-位上的R2取代基、7-位上的R2取代基、K、B和B’。另外，根据一个具体的非限定实施方案，以下的至少一种是延长剂L：11-位上的R2取代基和7-位上的R2取代基。
[0052]根据其他非限定实施方案，光致变色-二向色性化合物可以是由式V表示的萘并[2，1-b]吡喃：
Figure A200780033550D00372
其中以下的至少一种包含延长剂L：6-位上的R2取代基、7-位上的R2取代基、B和B’。更具体地，根据一个非限定实施方案，以下的至少一种是延长剂L：6-位上的R2取代基和7-位上的R2取代基。
[0053]另外，根据仍然另一些非限定实施方案，光致变色-二向色性化合物可以是包含由式VI表示的结构的苯并吡喃：
Figure A200780033550D00381
其中：(a)以下的至少一种包含延长剂L：5-位上的R2取代基、7-位上的R2取代基、B或B’；或(b)5-位上的R2取代基和7-位上的R2取代基的至少一种与直接相邻的R2取代基一起(即7-位上的R2取代基与6-或8-位上的R2取代基一起，或者5-位上的R2取代基与6-位上的R2取代基一起)形成由式x-xiv(上面描述)表示的基团，条件是5-位上的R2取代基和7-位上的R2取代基中只有一个与6-位上的R2取代基一起连接，并且条件是以下的至少一种包含延长剂L：5-位上的R2取代基、7-位上的R2取代基、X25、K、K’、K”、B或B’。
[0054]适用于本发明的取向聚合物片材的具体光致变色-二向色性化合物的非限定例子包括披露于美国公开的专利申请2005/0012998A1，[0089]-[0151]段中的那些，该特定部分在此引入作为参考。
[0055]形成可用于本发明的各个实施方案的光致变色-二向色性材料的一般反应序列披露于美国公开的专利申请2005/0012998A1，[0252]-[0339]段中的那些，该特定部分在此引入作为参考。
[0056]显然，如果需要，本发明的聚合物片材可以包含多种光致变色-二向色性化合物。尽管在本文中没有限制，但当将两种或更多种光致变色-二向色性化合物组合使用时，可以选择该光致变色-二向色性化合物为彼此互补以产生所希望的颜色或色调。例如，根据本文中披露的某些非限定实施方案可以使用光致变色-二向色性化合物的混合物，以获得某些活性颜色例如近中性灰色或近中性褐色。参见例如美国专利5,645,767，12栏，66行-13栏，19行，该披露内容特别地在此引入作为参考，其描述了界定中性灰色和褐色的参数。另外或者作为选择，聚合物片材可以包含具有互补线偏振状态的光致变色-二向色性化合物的混合物。例如，可以将光致变色-二向色性化合物选择为在所希望的波长范围内具有互补的线偏振状态，以制得能够偏振在所希望的波长范围内的光的聚合物片材。仍然进一步地，可以选择在相同的波长下具有基本相同的偏振状态的互补的光致变色-二向色性化合物的混合物，以增强或提高获得的总线偏振。例如根据一个非限定实施方案，具有第一状态和第二状态的取向聚合物片材可以包含至少两种至少部分排列的光致变色-二向色性化合物，其中该至少两种至少部分排列的光致变色-二向色性化合物具有以下的至少一种：互补的颜色和互补的线偏振状态。
[0057]另外，用于制备本发明的聚合物片材的聚合物组合物可以包含广泛种类的添加剂的任一种以影响或增强聚合物片材的一种或多种加工和/或性能。这些添加剂的非限定例子可以包括染料、二向色性染料、光致变色染料、排列促进剂(alignment promoter)、动力学增效剂、光引发剂、热引发剂、聚合抑制剂、溶剂、光稳定剂(例如但不限于紫外光吸收剂和光稳定剂，例如受组胺光稳定剂(HALS))、热稳定剂、脱模剂、流变控制剂、流平剂(例如但不限于表面活性剂)、自由基清除剂和粘合促进剂(例如二丙烯酸己二醇酯和/或偶联剂)。
[0058]可以使用的合适染料的非限定例子包括能够赋予给至少部分涂层所希望的颜色或其他光学性能的有机染料。
[0059]这里使用的术语“排列促进剂”是指可以促进该试剂被添加至其中的材料的排列率和排列均匀性之一的添加剂。
[0060]可存在于根据本发明的聚合物片材中的动力学增效剂的非限定例子可以包括含环氧的化合物、有机多元醇和/或增塑剂。这类动力增强添加剂的更具体例子披露于美国专利6,433,043和美国专利公开No.2003/0045612中，其因此特别在此引入作为参考。
[0061]可以包含在根据本发明的聚合物片材中的光引发剂的非限定例子可以包括分裂型光引发剂和提取型光引发剂。分裂型光引发剂的非限定例子包括苯乙酮、α-氨基烷基苯酮、安息香醚、苯甲酰肟、酰基氧化膦和双酰基氧化膦，或这些引发剂的混合物。这类光引发剂的一种商业例子是
Figure A200780033550D00401
 4265，其可从Ciba Chemicals，Inc获得。提取型光引发剂的非限定例子包括苯甲酮，米歇尔酮、噻吨酮、蒽醌、樟脑醌、荧光酮、酮基香豆素或这些引发剂的混合物。
[0062]可以构成根据本发明的聚合物片材的光引发剂的另一个非限定例子是可见光光引发剂。合适的可见光光引发剂的非限定例子描述于美国专利6,602,603的12栏，11行-13栏，21行中，其特别在此引入作为参考。
[0063]热引发剂的非限定例子可以包括有机过氧化合物和偶氮二(有机腈)化合物。可用作热引发剂的有机环氧化合物的具体非限定例子包括：过氧单碳酸酯例如叔丁基过氧异丙基碳酸酯；过氧二碳酸酯，例如二(2-乙基己基)过氧二碳酸酯、二(仲丁基)过氧二碳酸酯和二异丙基过氧二碳酸酯；二酰基过氧化物，例如过氧化2，4-二氯苯甲酰、过氧化异丁酰、过氧化癸酰、过氧化月桂酰、过氧化丙酰、过氧化乙酰、过氧化苯甲酰和过氧化对-氯苯甲酰；过氧酯例如叔丁基过氧新戊酸酯、叔丁基过氧辛酸酯和叔丁基过氧异丁酸酯；甲乙酮过氧化物和乙酰基环己烷磺酰基过氧化物。在一个非限定实施方案中，使用的热引发剂是不使所得的聚合物脱色的那些。可用作热引发剂的偶氮二(有机腈)化合物的非限定例子包括偶氮二(异丁腈)、偶氮二(2，4-二甲基戊腈)，或其混合物。
[0064]聚合抑制剂的非限定例子可以包括：硝基苯、1，3，5-三硝基苯、对-苯醌、氯醌、DPPH、FeCl3、CuCl2、氧、硫、苯胺、苯酚、对-二羟基苯、1，2，3-三羟基苯、2，4，6-三甲基苯酚，以及氢醌类和其衍生物。
[0065]另外，本发明的聚合物片材可以进一步包含至少一种常规的二向色性化合物。合适的常规二向色性化合物的非限定例子包括：偶氮甲碱、靛类、硫靛类、部花青、茚满、quinophthalonic染料、苝、酞嘌呤、三苯基二噁嗪、吲哚基喹喔啉、咪唑基三嗪、四嗪、偶氮和(多)偶氮染料、苯醌、萘醌、蒽醌和(聚)蒽醌、蒽基嘧啶酮、碘和碘酸盐。二向色性材料还可以包括可聚合的二向色性化合物。即，二向色性材料可以包含至少一个能够聚合的基团(即“可聚合基团”)。例如，尽管在本文中没有限制，但在一个非限定实施方案中，至少一种二向色性化合物可以具有至少一个被至少一个可聚合基团封端的烷氧基、聚烷氧基、烷基或聚烷基取代基。
[0066]仍然进一步地，本发明的聚合物片材可以包含至少一种常规的光致变色化合物。这里使用的术语“常规的光致变色化合物”包括热可逆的或非-热可逆的(或光可逆的)光致变色化合物。一般而言，尽管在本文中没有限制，但当两种或更多种常规光致变色材料彼此组合或者与光致变色-二向色性化合物组合使用时，可以将各种材料选择为彼此互补以产生所希望的颜色或色调。例如，根据本文中披露的某些非限定实施方案，可以使用光致变色化合物的混合物以获得某些活性颜色，例如近中性灰色或近中性褐色。参见例如美国专利5,645,767，12栏，66行-13栏，19行，该披露内容特别地在此引入作为参考，其描述了界定中性灰色和褐色的参数。
[0067]在一些情况下，用于形成本发明的聚合物片材的聚合物组合物可以包含溶剂。可用于制备根据本文中披露的各个非限定实施方案的聚合物片材的溶剂的非限定例子包括如下文中所述的将溶解由其制备聚合物片材的聚合物组合物的固体组分、有助于例如通过溶剂浇铸或挤出形成聚合物片材的那些，与片材、支撑层以及元件和基材相容的那些。这些溶剂可以包括，但不限于以下这些：丙二醇单甲醚乙酸酯和它们的衍生物(作为
Figure A200780033550D00411
工业溶剂出售)、丙酮、丙酸戊酯、苯甲醚、苯、乙酸丁酯、环己烷、乙二醇二烷基醚例如二甘醇二甲醚和它们的衍生物(作为
Figure A200780033550D00412
工业溶剂出售)、二甘醇二苯甲酸酯、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、二甲氧基苯、乙酸乙酯、异丙醇、甲基环己酮、环戊酮、甲乙酮、甲基异丁酮、丙酸甲酯、碳酸亚丙酯、四氢呋喃、甲苯、二甲苯、2-甲氧基乙醚、3-丙二醇甲醚，和其混合物。
[0068]一般而言，可以将包含任何前述聚合物、光致变色-二向色性化合物和添加剂的聚合物组合物一起共混，并且然后进行本领域已知的各种加工技术的任一种以形成本发明的聚合物片材。这类技术可以包括，例如挤出、溶剂浇铸、压延、吹塑、模塑或这些技术的组合。作为选择，可以将包含前述的聚合物和添加剂的任一种的聚合物组合物一起共混，并且进行本领域已知的各种加工技术的任一种以形成聚合物片材。一旦形成聚合物片材，则可以例如通过本领域公知的吸液工艺将包含光致变色-二向色性材料的溶液引入片材中，并且然后可以将吸液的聚合物片材取向以使光致变色-二向色性材料排列。
[0069]如前所述，一旦形成，则通过本领域已知的各种方法的任一种将包含光致变色-二向色性材料的聚合物片材取向以使光致变色-二向色性材料排列。例如，可以通过拉伸、通过压延、通过挤出、通过吹塑、通过模塑或者通过任一种前述取向技术的组合将聚合物片材取向。应该理解的是，取决于由其可以制备片材的聚合物组合物，可以在一个步骤中例如通过挤出将聚合物片材成型并且取向，其中通过挤出工艺本身同时将片材挤出并且取向。在本发明的一个特定实施方案中，通过拉伸和/或挤出将聚合物片材取向。
[0070]然后可以通过本领域已知的各种固定方式的任一种将由此形成的取向聚合物片材固定在取向结构中。例如，可以通过机械固定方式(例如通过使用夹具)将通过拉伸取向的聚合物片材固定在取向结构中以防止片材回复到拉伸前的结构。其他方式可以包括热固定或热退火，即通过加热固定取向聚合物片材。在由反应性(例如可交联的)聚合物组分制备聚合物片材的情况下，可以例如通过挤出或溶剂浇铸以使得组分不反应的方式形成片材。一旦形成，则然后可以通过使聚合物组分反应(例如交联，包括自交联)将聚合物片材取向然后固定在取向结构中。例如，可以通过使取向片材经受促进任何反应性聚合物组分的官能团反应的条件，例如使取向片材经受热或辐射，包括光化(紫外)和/或电离(电子束)辐射来实施该交联。另外，当取向聚合物片材将用于多层复合体(如下所述)中时，与至少一个支撑层层叠也可以起到将聚合物片材固定在取向结构中的作用。在另一个实施方案中，可以将取向聚合物片材热成型并且当冷却时固定在取向结构中。
[0071]取决于用于制备取向聚合物片材的组分、用于形成聚合物片材的方法和其所希望的最终应用，本发明的取向聚合物片材可以具有宽的厚度范围。一般而言，该取向聚合物片材具有2-3000微米，例如10-1000微米，或20-500微米或者25-100微米的厚度。
[0072]如前所述，本发明还涉及一种多层复合体，其至少包含支撑层；和包含光致变色-二向色性材料的取向聚合物片材，例如上述任一种取向聚合物片材，其中该片材在活化态表现出二向色性。该取向聚合物片材具有两个相对面，并且片材的至少一个表面与支撑层的至少一部分相连。光致变色-二向色性材料可以包括上述光致变色-二向色性材料的任一种。在本发明的一个实施方案中，光致变色-二向色性材料适于响应于至少光化辐射从第一状态转变到第二状态，并且在至少第二状态使至少被透过的辐射线偏振。
[0073]这里使用的术语“相连”是指与物体直接接触，或者通过一个或多个的其中至少一个与物体直接接触的结构或材料与物体间接接触。因此，根据本文中披露的各个非限定实施方案，取向聚合物片材可与支撑层(即基材)的至少一部分直接接触，或者其可以通过一个或多个其他的结构或材料与支撑层(或基材)的至少一部分间接接触。例如，尽管在本文中没有限制，但取向聚合物片材可与一个或多个涂层、其他的聚合物片材或其组合接触，这些的至少一个与支撑层(或基材)的至少一部分直接接触。
[0074]总的来说，根据本文中披露的各个非限定实施方案的多层复合体的支撑层(即基材)可以包括，但不限于，由有机材料、无机材料或其组合(例如复合材料)形成的基材。可根据本文中披露的各个非限定实施方案使用的基材的非限定例子在下面更详细描述。
[0075]可用于形成本文中披露的支撑层或基材的有机材料的具体非限定例子包括聚合物材料，例如由披露于美国专利5,962,617和美国专利5,658,501，15栏，28行-16栏，17行中的单体和单体混合物制备的均聚物和共聚物，这些美国专利的披露内容特别地在此引入作为参考。例如，这些聚合物材料可以是热塑性或热固性聚合物材料，可以是透明或光学清晰的，并且可以具有所需的任何折射率。这些披露的单体和聚合物的非限定例子包括：多元醇(碳酸烯丙酯)单体，例如烯丙基二甘醇碳酸酯例如二甘醇双(烯丙基碳酸酯)，该单体在商标CR-39下由PPG Industries，Inc.出售；聚脲-聚氨酯(聚脲-氨酯)聚合物，其例如通过聚氨酯预聚物和二胺固化剂反应制备，一种该聚合物的组合物在商标TRIVEX下由PPG Industries，Inc.出售；多元醇(甲基)丙烯酰基封端的碳酸酯单体；二甘醇二甲基丙烯酸酯单体；乙氧基化的苯酚甲基丙烯酸酯单体；二异丙烯基苯单体；乙氧基化的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯单体；乙二醇双甲基丙烯酸酯单体；聚(乙二醇)双甲基丙烯酸酯单体；氨基甲酸酯丙烯酸酯单体；聚(乙氧基化的双酚A二甲基丙烯酸酯)；聚(乙酸乙烯酯)；聚(乙烯醇)；聚(氯乙烯)；聚(偏二氯乙烯)；聚乙烯；聚丙烯；聚氨酯；聚硫氨酯；热塑性聚碳酸酯，例如得自于双酚A和光气的碳酸酯连接的树脂，一种该材料在商标LEXAN下出售，例如在商标MYLAR下出售的材料；聚(对苯二甲酸乙二醇酯)；聚乙烯缩丁醛；聚(甲基丙烯酸甲酯)，例如在商标PLEXIGLAS下出售的材料；聚烯烃材料例如聚(环状)烯烃和其共聚物，例如可在商标ARTON下从USR Corporation获得的和可在ZEONORFILM下从Zeon Chemicals L.P.获得的材料；和通过使多官能异氰酸酯与多硫醇或多环硫化物单体反应制备的聚合物，其可以是均聚或者与多硫醇、多异氰酸酯、多硫代异氰酸酯和任选的烯属不饱和单体或卤代含芳族的乙烯基单体共聚和/或三聚。还考虑了所述聚合物和共聚物与其他聚合物的共混物和所述单体的共聚物，例如以形成嵌段共聚物或互穿网络产物。
[0076]尽管在本文中没有限制，但根据本文中披露的各个非限定实施方案，基材可以是眼用基材。这里使用的术语“眼用基材”是指透镜、部分成型的透镜和透镜坯。适用于形成根据本文中披露的各个非限定实施方案的眼用基材的有机材料的非限定例子包括，但不限于，本领域公认的可用作眼用基材的聚合物，例如用于制备用于光学应用的光学透明压延物例如眼用透镜的有机光学树脂。
[0077]适用于形成根据本文中披露的各个非限定实施方案的基材的有机材料的其他非限定例子包括合成和天然有机材料，包括，没有限制：不透明或半透明的聚合物材料，例如在商标TESLIN下由PPGIndustries，Inc.出售的微孔聚烯烃合成印刷板，天然和合成织物，以及纤维素材料例如纸和木材。
[0078]适用于形成根据本文中披露的各个非限定实施方案的基材的无机材料的非限定例子包括玻璃、矿物、陶瓷和金属。例如在一个非限定实施方案中，基材可以包括玻璃。在另一些非限定实施方案中，基材可以具有反射面，例如抛光的陶瓷基材、金属基材或矿物基材。在另一些非限定实施方案中，可以将反射涂料或层沉积或者另外涂覆在无机或有机基材的表面上以使得其反射或者增强其反射性。
[0079]可以例如通过化学蚀刻或等离子体处理，或者涂覆苛性溶液将支撑层或基材预处理，以增强其对聚合物片材的粘合性。
[0080]另外，根据本文中披露的某些非限定实施方案，基材可以在它们的外表面上具有保护涂层，例如但不限于，耐磨涂层例如“硬涂层”。例如，通常出售带有已经涂覆在其外表面上的耐磨涂层的可商购获得的热塑性聚碳酸酯眼用透镜基材，因为这些表面将被容易地刮擦、磨损或损伤。该透镜基材的一个例子是GENTEXTM聚碳酸酯眼镜(可从Gentex Optics获得)。因此，这里使用的术语“支撑层”或“基材”包括在其表面上具有一个或多个保护涂层，例如但不限于耐磨涂层的支撑层或基材。
[0081]仍然进一步地，根据本文中披露的各个非限定实施方案的支撑层或基材可以是未着色的、着色的、线偏振的、环形偏振的、椭圆形偏振的、光致变色的或者着色的光致变色的基材。这里相对于基材使用的术语“未着色的”是指基本没有着色剂加入(例如但不限于常规的染料)并且具有不会响应于光化辐射而显著变化的对可见光辐射的吸收光谱的基材。另外，相对于基材，术语“着色”是指有着色剂加入(例如但不限于常规的染料)和不会响应于光化辐射而显著变化的对可见光辐射的吸收光谱的基材。
[0082]在本发明的非限定实施方案中，取向聚合物片材与至少一部分的包含以下物质的支撑层或基材相连：聚碳酸酯、聚(环状)烯烃、聚氨酯、聚(脲)氨酯、聚硫氨酯、聚硫代(脲)氨酯、多元醇(碳酸烯丙酯)、其共聚物或其混合物。在另一个非限定实施方案中，支撑层包含：乙酸纤维素、二乙酸纤维素、三乙酸纤维素、乙酸丙酸纤维素、乙酸丁酸纤维素、聚(乙酸乙烯酯)、聚(乙烯醇)、聚(氯乙烯)、聚(偏二氯乙烯)、聚(对苯二甲酸乙二醇酯)、聚酯、聚氨酯、聚(脲)氨酯、聚硫氨酯、聚硫代(脲)氨酯、聚砜、聚烯烃、其共聚物和/或其混合物。
[0083]该多层复合体可以进一步包括与聚合物片材的至少一部分相连的保护层，以使得所述聚合物片材置于保护层与支撑层(或基材)之间。保护层可以包括一个或多个聚合物片材，包括上述的任一种聚合物片材。保护层还可以包括一个或多个由任一种前述的适用作支撑层或基材的材料组成的片材。另外，保护层可以包括一个或多个涂层，例如耐磨涂层、氧阻隔涂层、UV遮挡涂层、抗反射涂层、防雾涂层、反射镜涂层或其组合。此外，保护层可以包括一个或多个片材例如聚合物片材和一个或多个涂覆在至少一部分基材表面上的涂层的任意组合。
[0084]另外，对于一些应用，支撑层(或基材)和保护层的一个或两个是非-双折射的。出于本发明的目的，通过“非-双折射”是指支撑层和保护层的一个或两个具有非常低(小于0.006)至低的双折射率(0.006-0.05)。
[0085]在一个非限定实施方案中，本发明涉及一种包括任一种前述多层复合体的光学元件。这里使用的术语“光学”是指涉及或者与光和/或视觉相关。例如根据本文中披露的各个非限定实施方案，光学元件或器件可以选自眼用元件和器件、显示元件和器件、窗、镜子，以及有源型和无源型液晶盒元件和器件。
[0086]这里使用的术语“眼用”是指涉及或者与眼睛和视觉相关。眼用元件的非限定例子包括矫正和非-矫正透镜，包括单维视角或多维视角透镜，其可以是分级的或者非-分级的多维视角透镜(例如但不限于，双焦点透镜、三焦点透镜和渐进式透镜)，以及用于矫正、保护或增强(化妆用的或者其他)视觉的其他元件，包括，但不限于，接触透镜、眼内透镜、放大镜和保护镜或者护目镜。这里使用的术语“显示”是指可见的或者机器可读的以文字、数字、符号、设计或附图的信息的表示。显示元件和器件的非限定例子包括屏幕、监控器和安全元件。安全元件的非限定例子可以包括与至少一部分基材相连的安全标记和鉴定标记，例如并且没有限制：信用卡和通行证，例如入场券、证章、身份证或会员证、付款卡等；可流通的工具和非-可流通的工具，例如草案、支票、债券、纸币、存折、股票等；官方文件例如货币、执照、身份证、津贴卡、信用卡、护照、官方证书、契据等；消费品例如软件、压缩光盘(“CDs”)、数字视频光盘(“DVDs”)、器具、日用电子产品、运动物品、小汽车等；信用卡；以及商品标签、签条和包装。
[0087]例如，在一个非限定实施方案中，显示元件可以是与至少一部分基材相连的安全元件。根据该非限定实施方案，安全元件包含任一种前述的多层复合体。安全元件可以是安全标记和/或认证标记。
[0088]另外，安全元件可与至少一部分的选自光学透明基材(支撑层)、光学不透明基材(支撑层)和/或反射基材(支撑层)的基材相连。基材可以包含上面相对于本发明的多层复合体的支撑层或基材材料详细描述的任一种材料。根据其中需要反射基材的某些非限定实施方案，如果基材是非反射的或者足够反射用于预期的应用，则在将安全标记涂覆在上面之前可以首先将反射材料涂覆在至少一部分基材上。例如，在安全元件形成于其上之前，可以将反射铝涂层涂覆在至少一部分基材上。仍然进一步地，安全元件可与至少一部分的选自以下的基材(支撑层)相连：未着色的基材、着色的基材、光致变色基材、着色-光致变色基材、线偏振基材、环形偏振基材和/或椭圆形偏振基材。
[0089]在一个实施方案中，本发明涉及一种安全元件，其包含光学不透明材料例如微孔合成印刷板(例如可在商标TESLIN下从PPGIndustries，Inc.商购获得的包含无机粒状填料的微孔聚烯烃片材)和根据本发明的以线型取向纤维形式的取向聚合物片材。
[0090]这里使用的术语“窗”是指适于允许辐射透过其中的孔。窗的非限定例子包括汽车和飞机透明物、过滤器、快门和光学开关。这里使用的术语“镜子”是指镜面反射大比例的入射光的表面。
[0091]这里使用的术语“液晶盒”是指包含能够有序的液晶材料的结构。活性液晶盒是其中液晶材料能够在有序与无序状态之间转化或者通过施加外力例如电场或磁场在两个有序状态之间转化的液晶盒。钝性液晶盒是其中液晶材料保持有序状态的液晶盒。活性液晶盒元件或器件的一个非限定例子是液晶显示器。
[0092]在本发明的多层复合体，包括如上面即刻描述的包含多层复合体的光学元件的制备中，通过本领域已知的广泛种类的技术的任一种将包含光致变色-二向色性材料的取向聚合物片材与至少一部分支撑层或基材相连。例如，可以通过将聚合物片材层叠、熔合、模具内压延和粘合性粘结在至少一部分支撑层或基材上的至少一种使取向聚合物片材与支撑层(基材)相连。这里使用的模具内压延可以包括多种压延技术，例如但不限于，翻转模塑-其中将片材置于模具中并且使基材成型在(例如通过压延)至少一部分片材上；和注塑-其中基材成型在片材周围。另外，可以将聚合物片材层叠在第一部分的基材/支撑层例如光学基材的表面上，并且可以将第一部分的基材/支撑层置于模具中。此后，可以使第二部分的基材/支撑层成型在(例如通过压延)第一部分的基材/支撑层的顶上，以使得聚合物层在两部分的基材/支撑层之间。
[0093]在以下非限定实施例中阐述本文中披露的各个非限定实施方案。
实施例
实施例-部分A
[0094]在以下实施例的部分1A中，用于制备根据本文中披露的各个非限定实施方案的展现二向色性的取向光致变色膜的步骤描述于实施例1A-11A和比较例1A中。在部分2A中，描述了试验步骤和结果。
部分1A：光致变色-二向色性膜制备步骤
实施例1A
步骤1-挤出
[0095]将在使用之前在真空烘箱中在100℃下干燥至少8小时的
Figure A200780033550D00491
EM550 TPE(5g)，和
Figure A200780033550D00492
 7-1502光致变色染料(0.5g)加入得自DSM Research，The Netherlands的圆锥形双螺杆5cc微型挤出机中。将螺杆速度在3分钟填充期间从10rpm逐渐增加至25rpm，并且在10分钟混合期间从50rpm逐渐增加至100rpm。混合期间的压力约为600-700牛顿/cm2(N/cm2)。装置温度在填充期间为225℃，在混合期间为230℃并且在聚合物收集期间为240℃。在混合后，将步骤1的产物收集在铝杯中。
步骤2-压塑
[0096]将步骤1的产物置于2个聚二甲基硅氧烷片材之间，并且在Dr.Collin压塑300G，Dr.Collin GmbH，Germany中在220℃的温度和20巴的压力下压塑。在施加压力之前，材料首先在低压下熔融。
步骤3-膜拉伸
[0097]由步骤2的产物-压塑膜条切成3cm x 1cm的尺寸。在两端将样品夹住并且在设置于100℃下的热靴(hot-shoe)中拉伸至7的拉伸比，即原始长度的7倍。通过将石蜡油涂覆在拉伸的样品的两侧以确保光学接触、将氰基丙烯酸酯-基的胶水涂覆在每一载玻片的边缘并且将载玻片连接在一起而将拉伸的样品固定在载玻片之间。
实施例2A
[0098]按照实施例1A的步骤，除了使用
Figure A200780033550D00501
 7-1513光致变色染料代替
Figure A200780033550D00502
 7-1502光致变色染料。
实施例3A
[0099]按照实施例1A的步骤，除了使用
Figure A200780033550D00503
 7-1515光致变色染料(0.25g)代替
Figure A200780033550D00504
 7-1502光致变色染料(0.50g)。
实施例4A
[00100]按照实施例1A的步骤，除了使用
Figure A200780033550D00505
 7-1570光致变色染料(0.25g)代替
Figure A200780033550D00506
 7-1502光致变色染料(0.50g)，和挤出机的温度为240℃代替235℃。
实施例5A
[00101]按照实施例1A的步骤，除了使用
Figure A200780033550D00507
 7-1570光致变色染料代替
Figure A200780033550D00508
 7-1502光致变色染料；使用
Figure A200780033550D00509
EM400 TPE代替
Figure A200780033550D005010
 EM550 TPE；和使用230℃的热压温度代替220℃。制备两种样品，标为A和B。将A样品拉伸至7的拉伸比并且将B样品拉伸至6的拉伸比，并且在拉伸之后使两个膜分别松弛至5和4.5的拉伸比。
实施例6A
[00102]按照实施例1A的步骤，除了使用
Figure A200780033550D005011
 7-1570光致变色染料代替
Figure A200780033550D005012
 7-1502光致变色染料；使用240℃的挤出机温度代替235℃和使用235℃的热压温度代替220℃。制备两种样品，标为A和B。将A样品拉伸至7的拉伸比并且将B样品拉伸至6的拉伸比，并且在拉伸之后使两个膜分别松弛至6和5.5的拉伸比。
实施例7A
[00103]按照实施例1A的步骤，除了使用 7-1515光致变色染料代替
Figure A200780033550D00512
 7-1502光致变色染料；使用
Figure A200780033550D00513
EM400 TPE代替
Figure A200780033550D00514
 EM550 TPE；和使用230℃的热压温度代替220℃；并且将样品拉伸至6的拉伸比，代替7。
实施例8A
[00104]按照实施例1A的步骤，除了使用
Figure A200780033550D00515
 7-1515光致变色染料代替 7-1502光致变色染料；并且将样品拉伸至6的拉伸比代替7。
实施例9A
[00105]按照实施例1A的步骤，除了使用
Figure A200780033550D00517
 7-1515光致变色染料代替
Figure A200780033550D00518
 7-1502光致变色染料；使用
Figure A200780033550D00519
EM630 TPE代替
Figure A200780033550D005110
 EM550 TPE；使用240℃的挤出机温度代替235℃；和将样品拉伸至6的拉伸比代替7。
实施例10A
步骤1-挤出
[00106]使用得自HaakeBuchler Instruments Inc.，Germany的异向旋转圆锥形双螺杆挤出机，型号TW100在210℃的温度和65g/min的总处理能力下，将 7-1570光致变色染料以基于重量为1％的浓度混合到
Figure A200780033550D005112
 EM550 TPE聚合物基质中，制得3Kg产品。使用得自Barmag EKS6D，Germany的卷曲装置将挤出的聚合物绕在线轴上。
步骤2-粒化
[00107]使用在室温下工作4小时的得自C.F.Scheer & Cie GmbH& Co的粒化系统将得自步骤1的纤维粒化成颗粒，制得具有1.5mm平均直径和3.5mm平均长度的颗粒。
步骤3-成膜
[00108]使用单螺挤出机，Dr.Collin Teach-line E20T型号将得自步骤2的颗粒挤出，该挤出机具有在螺开头为200℃；在螺中部为240℃；在螺末端为250℃和在挤出机出口为260℃的温度形态。使用得自Haake TPI，Germany的冷却辊型号Tape Postex使所得的挤出熔体形成为厚度约100微米的膜，该冷却辊在比挤出机更快的速度下工作并且通过约20℃温度的自来水流过而冷却。
步骤4-膜拉伸
[00109]使步骤3的产物通过得自Polymatic machinebouw，The Netherlands的Polymatic 4G型号中的两组辊子，其中第二组辊子在第一组辊子的7倍速度下旋转。在辊子之间，设置在150℃下的得自Polymatic Machinebouw，The Netherlands的Polymatic热空气烘箱将膜加热。在拉伸后，使用得自Barmag EKS6D，Germany的卷曲装置将膜卷曲在线轴上。所得膜具有40微米的厚度、7的初始拉伸比和在松弛之后5.5的拉伸比。
实施例11A
[00110]使用得自R K Print Coat Instruments Ltd.，UnitedKingdom的刀涂机将实施例10A的产物涂覆有氰基丙烯酸酯胶薄层。将得自Island Polymer Industries GmbH，Germany的具有80微米厚度的三乙酸纤维素膜置于粘合剂涂覆的膜上，并且使用5千克的重量施加压力15分钟。初始观察表明获得合理程度的粘合性。该合理的粘合性评价通过在从具有不同量的涂覆在单个膜上的粘合剂的多个样品上剥离三乙酸纤维素膜的困难程度确定。
部分2A：光致变色-二向色性膜试验步骤
[00111]根据以下步骤使用得自Schimadzu，The Netherlands的UV-VIS-NIR扫描分光光度计，型号UV-3102 PC测量在实施例1A-10A中制备的样品的吸收比(AR)和褪色半衰期。实施例1A-4A和7A-9A的样品在它们的固定拉伸比下测试，并且实施例5-A、6-A和10-A在它们的松弛拉伸比下测试。
[00112]在测量吸收比之前，通过暴露在得自PhilipsOriginal Home Solaria的具有±1.4·10-3W/cm2 UV A强度的UV光下10分钟将膜活化。将线偏振器放入分光光度计的测量光束中。首先用平行于偏振器的聚合物膜拉伸方向并且然后用垂直于偏振器的拉伸方向记录每一
Figure A200780033550D0053180142QIETU
光致变色染料在峰波长下的最大吸收值。在每次测量之前，在Home Solaria前将样品活化10分钟。通过从样品的吸收率中减去载玻片和油的吸收率进行标准基线校正。通过将较大的吸收值除以较小的吸收值确定吸收比。
[00113]借助于首先通过暴露在得自Philips Original HomeSolaria的UV光下10分钟将样品活化并且在每一光致变色染料的峰波长下测量作为褪色时间函数的吸收值来确定褪色半衰期。通过从活化样品的吸收率中减去未活化膜的吸收率来进行标准基线校正。通过将最高吸收率设置为1.0来规范数据。通过测量该时间下的吸收率为0.5来确定以秒计的褪色半衰期。结果列于表1中。
表1
 
实施例号 吸收比 褪色半衰期(秒)
1A 3.4 125
2A 5.3 >600
3A 6.1 201
4A 8.0 >600
5A-A 2.8 93
5A-B 2.6 96
6A-A 4.7 417
6A-B 3.1 376
 
7A 6.3 65
8A 6.1 201
9A 3.2 252
10A 9.6 77
实施例-部分B
[00114]在以下实施例的部分1B中，用于制备根据本文中披露的各个非限定实施方案的光致变色拉伸膜和它们随后层叠或涂覆在透镜上的步骤描述于实施例1B-9B中。在部分2B中，描述了吸收比测试方法和结果。
部分1B：光致变色-二向色性膜制备步骤
实施例1B
步骤1-线材挤出
[00115]使用线材模具将 5533树脂SA01颗粒通过在1.0的机器设置下、被测量为传送约49.5立方厘米(cm3)/分钟的主料斗送到得自APV Baker Ltd的双螺杆混料机，机器型号NEF 970054701/1中。混料机的螺杆速度为100转/分钟(rpm)，并且从主料斗到模具，包括本身在内的温度形态为：170；180；190；200；210；215和209℃。在温度约14℃的水浴中冷却排出的线材。当从水浴中取出时，使用得自Siemens的气刀，型号ELMO-G 2BH1300-1AA11从冷却的线材中除去过量的水。然后将冷却的线材送过设置在2.5的机器设置下的得自C.F.Scheer & Cie GmbH & Co.的粒化机型号SGS50-E，制得尺寸与初始颗粒类似的颗粒。一旦颗粒具有类似的尺寸和初始颗粒的特征，则加入5g的
Figure A200780033550D00542
 7-1570光致变色染料(基于总组合为75wt％)；
Figure A200780033550D00543
 3114抗氧剂(基于总组合为12.5wt％)和
Figure A200780033550D00544
 144光稳定剂(基于总组合为12.5wt％)的组合。通过使用刮刀在玻璃烧杯中手工混合组分制备该组合。将该组合一次直接加入料斗中并且将所得的含
Figure A200780033550D00545
 7-1570光致变色染料的线材收集在合适的容器中。所得的母料表现出颜色梯度，因此在透明容器中进行进一步的手工混合以提供遍及母料的颜色一致性。
步骤2-膜挤出
[00116]将得自步骤1的母料以0.8千克/小时(Kg/hr)的速率通过在5rpm下工作的辅助侧料斗送入设置在100rpm螺杆速度下的得自Leistritz的双螺杆混料机，型号MIC27/GL-36D中，该混料机具有带有连接的得自Verbruggen的Flexlip调节型号MO 100/LAB的挤出机头。将所得的膜在1.2米/分钟(m/min)的速率下输送通过得自C.W.Brabender的Univex牵引系统型号843303007，制得厚度约80微米并且宽度约11.7cm的膜。
步骤3-膜拉伸
[00117]在得自LIoyd Instruments的张力测试仪，型号LR10K上拉伸得自步骤2的膜样品。将单个膜放置在有意制得自身拉紧的宽膜夹具上，该夹具被设计用于张力测试仪上。在约19℃的环境温度下使用480mm/min的应变速率将40毫米(mm)的初始膜长度拉伸另外的240mm。
步骤4-膜热固定
[00118]在该拉伸工艺之后，将膜夹在由2个铝框制备的有意制得的薄膜夹具中-该薄膜夹具将膜保持在适当位置，并且使得膜能够以拉伸状态从张力测试仪中取出。随后将被夹的膜放入120℃温度下的得自Carbolite的恒温控制空气循环烘箱中10分钟，以将聚合物热固定在拉伸状态。
在热循环之后，将膜从夹具上释放并且使其在环境温度下冷却。制备两个具有不同厚度的膜。膜1B-1具有52微米的厚度并且膜1B-2具有86微米的厚度。使用Mitutoyo数字指示器测量膜厚度。
实施例2B-层叠膜
[00119]如以下步骤描述的那样将通过实施例1B的方法制备的厚度约90微米的膜层叠。用Ever Build’s Mitre Fast Activator Spray通过在离膜3cm的距离下喷射膜4秒钟并且将其空气干燥30秒而涂覆测量为20 x 5cm的该膜样品。将所得膜展开在平面上并且使用砝码固定在适当位置。使用薄的金属棒以将粘合剂铺展在表面上而用
Figure A200780033550D00561
401氰基丙烯酸酯粘合剂涂覆得自LOFO High Tech Flim GmbH的测量为7 x 25cm和180微米厚的
Figure A200780033550D00562
 P 914 G4三乙酸纤维素膜。将涂覆的三乙酸纤维素膜立即压在实施例1B的膜的涂覆侧上并且使其固化30秒。对于该膜的相反侧重复该步骤以制得三乙酸纤维素、实施例1B的膜(90微米)和三乙酸纤维素的层叠物。通过切割除去过量的三乙酸纤维素膜。
实施例3B-膜涂覆的透镜
[00120]用得自Loctite的“All plastics”Activator笔手工涂覆厚度为90微米的通过实施例1B的方法制备的膜，将其空气干燥30秒并且置于有意制得的宽膜夹具中。在得自CPS Ltd的旋涂机型号S-COAT 2001上使用以下参数用2mL的
Figure A200780033550D00563
 401氰基丙烯酸酯粘合剂旋涂由PPG Industries Inc.出售的CR-607单体制备的直径测量为75mm的平透镜：粘合剂在500rpm下分散2.5秒，随后在1800rpm下快速旋涂6.5秒。将实施例1B的被夹的膜(90微米)的涂覆侧手工压在透镜的涂覆侧上并且固定在适当位置30秒。从被夹的膜上切割所得的层叠透镜并且通过切割除去任何过量的膜。
实施例4B-具有硬涂层的膜涂覆的透镜
[00121]使用得自CPS Ltd的旋涂机型号S-COAT2001用3.5mL的被供应商表示为可用作硬涂层的DYMAX丙烯酸酯OP-4-20632粘合剂旋涂实施例3B的膜涂覆的透镜。使用以下旋涂参数：在500rpm下分散2.5秒，随后在1850RPM下快速旋涂6.5秒。将所得的涂覆的透镜在约10cm的高度下用DYMAX Blue WaveTM 200光固化系统预先固化56秒，并且通过在含有两个V灯泡(碘化镓)的
Figure A200780033550D00571
紫外系统中UV曝光约40秒而后固化。该系统用氮气惰性化至少于100份/每百万的氧气的程度。
实施例5B-
Figure A200780033550D00572
0201塑性体膜
[00122]按照实施例1B的步骤，除了在步骤1中：使用被报导为乙烯辛烯共聚物的
Figure A200780033550D00573
0201塑性体代替
Figure A200780033550D00574
5533；使用得自CPS Ltd.of Galway，Ireland的常规制造的膜模具，其使得能够直接由APV挤出机制备小规模的膜样品；温度形态相同，除了模具温度为220℃；并且在将挤出机用原材料清洗以除去任何残余的杂质和将具有合适视觉质量的膜挤出之后，将以下物质的混合物直接加入到主料斗进料区中的螺杆上：10g的含有1wt％ 
Figure A200780033550D00575
 651抗氧剂和0.4wt％  1010抗氧剂的
Figure A200780033550D00577
0201塑性体批料与0.5g的
Figure A200780033550D00578
 1570和50/50重量基的
Figure A200780033550D00579
 3114和
Figure A200780033550D005710
 144光稳定剂的稳定剂混合物的组合，
Figure A200780033550D005711
 1570与稳定剂的重量比为1∶1.7。在1.0m/min而不是1.2m/min的速率下将得自步骤1的挤出膜直接输送通过Univex取出系统(take-off system)。
实施例6B-GRILAMID Ely 2702 NATUR弹性体膜
[00123]按照实施例5B的步骤，除了使用GRILAMID Ely 2702NATUR弹性体代替
Figure A200780033550D005712
0201塑性体/
Figure A200780033550D005713
651抗氧剂
Figure A200780033550D005714
1010抗氧剂，和使用0.2g1570代替0.5g量，并且在原始GRILAMID Ely 2702 NATUR弹性体挤出期间在1.0的机器设置-其等于1.7千克/小时(Kg/hr)下将稳定的光溶胶混合物加入侧料斗中(侧料斗使得能够加入小的样品)。
实施例7B-
Figure A200780033550D005716
7-1515和二向色性染料的膜
[00124]按照实施例1B的步骤，除了将得自C.F.Scheer & CieGmbH & Co.的粒化机型号SGS50-E设置为1.25而不是2.5；用
Figure A200780033550D00581
7-1515(6.034g)代替
Figure A200780033550D00582
 1570和稳定剂组合物；专卖的二向色性染料：黄色二向色性染料(0.112g)；红色二向色性染料(0.229g)；和蓝色二向色性染料(0.66g)；并且母料的最终重量为250g。
实施例8B-层叠膜
[00125]按照实施例7B的步骤制备拉伸膜，将其用于实施例2B的步骤中制备层叠膜。
实施例9B-PELLETHANE TM 80AE热塑性聚氨酯膜
[00126]按照实施例5B的步骤，除了使用PELLETHANETM80 AE热塑性聚氨酯代替
Figure A200780033550D00583
0201塑性体。
部分2B：光致变色-二向色性膜试验步骤
吸收比测试方法
[00127]如下在吸收比测试方法中使用光具座以测量在实施例1B-9B中制备的每一样品的平均吸收比(AR)。在测试之前，将每一样品切割成至少7cm x 4cm的段，并且固定在有意制得的铝框夹具中。将被夹的样品在离由Spectronics Corp提供的4个UV管BLE-7900B组15厘米(cm)的距离下暴露在光化辐射下5分钟，并且然后以15厘米的距离放置由General Electric提供的4个UVless管F4OG0组30分钟，并且最后保持在黑暗中至少30分钟。之后将被夹的样品放入光具座上的弹簧承载的夹具中。该光具座包括位于与样品表面成30°的入射角下的活化光源(装有Melles Griot 04 IES 211高速计算机控制的遮光器的Oriel型号66011 300瓦氙弧灯，该遮光器在数据收集期间瞬间关闭以使得漫射光将不影响数据收集过程，Schott 3mmKG-2通频带过滤器-其除去短波辐射，用于强度衰减的中性滤光片和用于光束对准的聚焦镜)。
[00128]将得自Ocean Optics的装有用于监控响应测量的纤维光缆的HL-2000钨卤灯以与样品表面垂直的方式设置。借助于使光从光缆末端通过固定在计算机驱动的机动化辐射阶段中的Moxtek，Proflux偏振器(得自Polytech，PI的型号M-061-PD)来实现光源的线偏振。设置监控的光束，使得一个偏振面(0°)与光具座台面垂直并且第二个偏振面(90°)与光具座台面平行。使样品在空气中在通过实验室空气调节系统保持的室温(73°F±5°F)下运行。
[00129]为了进行测量，将样品暴露在得自活化光源的1.17W/m2的UVA下5-15分钟以使光致变色-二向色性化合物活化。在每一试验之前使用具有检测仪系统(型号SED033检测仪，B过滤器和扩散器)的International Light Research辐射仪(型号IL-1700)以检验曝光。然后使得自监控源的在0°偏振面上偏振的光通过样品，并且聚焦在2’’积分球上，使用单功能纤维光缆将该积分球与Ocean Optics2000分光光度计相连。在通过样品之后使用Ocean Optics OOIBase 32和OOIColor软件以及PPG专有软件收集光谱信息。尽管光致变色-二向色性化合物活化，但偏振板的位置来回旋转将来自监控光源的光偏振到90°偏振面并且返回。在活化期间在3-秒间隔下收集数据。对于每一试验，调节偏振器的旋转以下面的偏振面顺序收集数据：0°、90°、90°、0°等。
[00130]通过以下方式确定根据未活化或漂白状态与活化或有色状态之间的光密度变化的响应测量：确定初始未活化的透射率、从氙灯打开遮光器并且在选择的时间间隔下测量通过活化的透射率。在实际的透射测量时间期间，将氙灯光束暂时关闭以防止光散射。
[00131]就每一样品而言获得并使用Igor Pro软件(可从WaveMetrics获得)分析吸收光谱。通过减去每一测试的波长的0时间(即未活化的)吸收测量值来计算每一样品的吸收率变化。在其中每一样品的光致变色响应饱和或接近饱和的活化特征图(即其中吸收率不随着时间增加或者不显著增加的区域)中，通过将在该区域中每一样品在每一时间间隔下获得的吸收率进行平均(对于每一提取的波长，平均5-100个数据点)而获得平均吸收率值。对于0°和90°偏振提取在相应的最大可见+/-5nm的预定波长范围内的平均吸收率值，并且通过将较大的平均吸收率除以小的平均吸收率来计算该范围内每一波长的吸收比。对于每一提取的波长，将5-100个数据点进行平均。然后通过将这些单个吸收比进行平均来计算样品的平均吸收比。下面报导的λ最大或最大λ是其中在交叉偏振状态中观察到样品的吸收率峰值的波长(样品偏振方向为与Moxtek，Proflux偏振器成90度)。下面报导了结果：其中第一褪色半衰期(“T1/2”)值是在取下活化光源之后，在73.4°F(23℃)下样品中活化形式的光致变色-二向色性材料的ΔOD达到最大ΔOD的一半的以秒计的时间间隔。第二褪色半衰期(“2T1/2”)值是在取下活化光源之后，在73.4°F(23℃)下样品中活化形式的光致变色-二向色性材料的ΔOD达到最大ΔOD的四分之一的以秒计的时间间隔。未测出第二褪色半衰期的样品被列为未测出，其他结果在下面示于表2中。
表2
 
实施例号 AR 最大λ纳米   第一T1/2(秒)   第二T1/2(秒)    
1B-1 6.97 556 124 312
1B-2 6.70 556 107 291
2B 7.04 558 106 266
3B 7.31 556 122 未测出
4B 6.21 556 120 未测出
5B 3.19 538 209 未测出
6B 8.92 558 105 218
7B 3.35 602 38 87
8B 2.71 600 38 未测出
9B 3.91 564 74 174
[00132]将理解的是本说明书阐述了与清楚理解本发明相关的本发明的方面。为了简化本说明书，没有示出对于本领域那些普通技术人员而言将是明显的并且因此将不会有助于更好理解本发明的某些方面。尽管已经结合某些实施方案描述了本发明，但本发明不限于披露的特定实施方案，而是意在覆盖处于如附属的权利要求界定的本发明的精神和范围内的改进。

Claims (39)

1.一种包含光致变色-二向色性材料的取向聚合物片材，其中所述片材在活化态表现出二向色性。
2.权利要求1的聚合物片材，其中所述光致变色-二向色性材料适于响应于至少光化辐射从第一状态转变到第二状态，和适于在至少第二状态中使至少被透过的辐射线偏振。
3.权利要求1的聚合物片材，根据吸收比试验方法测量，其在活化态具有至少1.5的吸收比。
4.权利要求3的聚合物片材，根据吸收比试验方法测量，其在活化态具有3-20的吸收比。
5.权利要求1的聚合物片材，其中所述片材通过挤出、通过拉伸、通过压延、通过吹塑和/或通过模塑取向。
6.权利要求5的聚合物片材，其中所述片材通过拉伸取向。
7.权利要求1的聚合物片材，其中所述片材包含弹性体聚合物。
8.权利要求7的聚合物片材，其中所述弹性体聚合物包括在共聚物主链中包含醚和/或酯键的嵌段共聚物。
9.权利要求8的聚合物片材，其中所述弹性体嵌段共聚物包括聚(酰胺-醚)嵌段共聚物、聚(酯-醚)嵌段共聚物、聚(醚-氨基甲酸酯)嵌段共聚物、聚(酯-氨基甲酸酯)嵌段共聚物和/或聚(醚-脲)嵌段共聚物。
10.权利要求1的聚合物片材，其中所述光致变色-二向色性材料包括包含以下的化合物：
(a)至少一种选自吡喃、噁嗪和俘精酸酐的光致变色基团；和
(b)与至少一种光致变色基团相连并且由下式表示的至少一种延长剂L：
-[S1]c-[Q1-[S2]d]d’-[Q2-[S3]e]e’-[Q3-[S4]f]f’-S5-P
其中：
(i)在各自情况下每一Q1、Q2和Q3独立地选自：选自以下的二价基团：未取代或取代的芳基，未取代或取代的脂环族基团，未取代或取代的杂环基团，和其混合物，其中取代基选自：由P表示的基团、硫醇，酰胺，液晶基元，卤素，C1-C18烷氧基，聚(C1-C18烷氧基)，氨基，氨基(C1-C18)亚烷基，C1-C18烷基氨基，二-(C1-C18)烷基氨基，C1-C18烷基，C2-C18烯烃，C2-C18炔烃，C1-C18烷基(C1-C18)烷氧基，C1-C18烷氧基羰基，C1-C18烷基羰基，C1-C18烷基碳酸酯，芳基碳酸酯，C1-C18酰基，C3-C10环烷基，C3-C10环烷氧基，异氰酸基，酰氨基，氰基，硝基，被氰基、卤素或C1-C18烷氧基单取代或者被卤素多取代的直链或支化的C1-C18烷基，和包含下式之一的基团：-M(T)(t-1)和-M(OT)(t-1)，其中M选自铝、锑、钽、钛、锆和硅，T选自有机官能基团、有机官能烃基、脂族烃基和芳族烃基，和t是M的化合价；
(ii)c、d、e和f各自独立地选自0-20的整数，包括端值在内；并且在各自情况下每一S1、S2、S3、S4和S5独立地选自选自以下的间隔单元：
(A)-(CH2)g-、-(CF2)h-、-Si(CH2)g-、-(Si[(CH3)2]O)h-，其中在各自情况下g独立地选自1-20；h是1-16的整数，包括端值在内；
(B)-N(Z)-、-C(Z)＝C(Z)-、-C(Z)＝N-、-C(Z’)-C(Z’)-，其中在各自情况下Z独立地选自氢、C1-C6烷基、环烷基和芳基，和在各自情况下Z’独立地选自C1-C6烷基、环烷基和芳基；和
(C)-O-、-C(O)-、-C≡C-、-N＝N-、-S-、-S(O)-、-S(O)(O)-、直链或支化的C1-C24亚烷基残基，所述C1-C24亚烷基残基是未取代的、被氰基或卤素单取代的，或者被卤素多取代的；
条件是当两个包含杂原子的间隔单元连接在一起时，所述间隔单元被连接以使得杂原子不彼此直接相连，和当S1和S5分别与PC和P相连时，它们被连接以使得两个杂原子不彼此直接相连；
(iii)P选自：氮丙啶基、氢、羟基、芳基、烷基、烷氧基、氨基、烷基氨基、烷基烷氧基、烷氧基烷氧基、硝基、聚烷基醚、(C1-C6)烷基(C1-C6)烷氧基(C1-C6)烷基、聚亚乙基氧基、聚亚丙基氧基、亚乙基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、2-氯丙烯酸酯、2-苯基丙烯酸酯、丙烯酰基亚苯基、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、2-氯丙烯酰胺、2-苯基丙烯酰胺、环氧基、异氰酸酯、硫醇、硫代异氰酸酯、衣康酸酯、乙烯基醚、乙烯基酯、苯乙烯衍生物、硅氧烷、主链和侧链液晶聚合物、乙烯亚胺衍生物、马来酸衍生物、富马酸衍生物、未取代的肉桂酸衍生物、被甲基、甲氧基、氰基和卤素中的至少一种取代的肉桂酸衍生物，和选自甾类基团、萜类基团、生物碱基团和其混合物的取代和未取代的手性和非手性的一价或二价基团，其中取代基独立地选自烷基、烷氧基、氨基、环烷基、烷基烷氧基、氟烷基、氰基烷基、氰基烷氧基和其混合物；和
(iv)d’、e’和f’各自独立地选自0、1、2、3和4，条件是d’+e’+f’的总和至少为3。
11.权利要求1的聚合物片材，其中所述光致变色-二向色性材料包括包含以下的化合物：
(a)至少一种选自吡喃、噁嗪和非-热可逆的俘精酸酐的光致变色基团；和
(b)与至少一种光致变色基团相连并且由下式表示的至少一种延长剂L：
-[S1]c-[Q1-[S2]d]d’-[Q2-[S3]e]e’-[Q3-[S4]f]f’-S5-P
其中：
(i)在各自情况下每一Q1、Q2和Q3独立地选自：选自以下的二价基团：未取代或取代的芳基，未取代或取代的脂环族基团，未取代或取代的杂环基团，和其混合物，其中取代基选自：由P表示的基团，硫醇，酰胺，液晶基元，卤素，C1-C18烷氧基，聚(C1-C18烷氧基)，氨基，氨基(C1-C18)亚烷基，C1-C18烷基氨基，二-(C1-C18)烷基氨基，C1-C18烷基，C2-C18烯烃，C2-C18炔烃，C1-C18烷基(C1-C18)烷氧基，C1-C18烷氧基羰基，C1-C18烷基羰基，C1-C18烷基碳酸酯，芳基碳酸酯，C1-C18酰基，C3-C10环烷基，C3-C10环烷氧基，异氰酸基，酰氨基，氰基，硝基，被氰基、卤素或C1-C18烷氧基单取代或者被卤素多取代的直链或支化的C1-C18烷基，和包含下式之一的基团：-M(T)(t-1)和-M(OT)(t-1)，其中M选自铝、锑、钽、钛、锆和硅，T选自有机官能基团、有机官能烃基、脂族烃基和芳族烃基，和t是M的化合价；
(ii)c、d、e和f各自独立地选自1-20的整数，包括端值在内；和在各自情况下每一S1、S2、S3、S4和S5独立地选自选自以下的间隔单元：
(A)-(CH2)g-、-(CF2)h-、-Si(CH2)g-、-(Si[(CH3)2]O)h-，其中在各自情况下g独立地选自1-20；h是1-16的整数，包括端值在内；
(B)-N(Z)-、-C(Z)＝C(Z)-、-C(Z)＝N-、-C(Z’)-C(Z’)-，其中在各自情况下Z独立地选自氢、C1-C6烷基、环烷基和芳基，并且在各自情况下Z’独立地选自C1-C6烷基、环烷基和芳基；和
(C)-O-、-C(O)-、-C≡C-、-N＝N-、-S-、-S(O)-、-S(O)(O)-、直链或支化的C1-C24亚烷基残基，所述C1-C24亚烷基残基是未取代的、被氰基或卤素单取代的，或者被卤素多取代的；
条件是当两个包含杂原子的间隔单元连接在一起时，所述间隔单元被连接以使得杂原子不彼此直接相连，和当S1和S5分别与PC和P相连时，它们被连接以使得两个杂原子不彼此直接相连；
(iii)P选自：氮丙啶基、氢、羟基、芳基、烷基、烷氧基、氨基、烷基氨基、烷基烷氧基、烷氧基烷氧基、硝基、聚烷基醚、(C1-C6)烷基(C1-C6)烷氧基(C1-C6)烷基、聚亚乙基氧基、聚亚丙基氧基、亚乙基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、2-氯丙烯酸酯、2-苯基丙烯酸酯、丙烯酰基亚苯基、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、2-氯丙烯酰胺、2-苯基丙烯酰胺、环氧基、异氰酸酯、硫醇、硫代异氰酸酯、衣康酸酯、乙烯基醚、乙烯基酯、苯乙烯衍生物、硅氧烷、主链和侧链液晶聚合物、乙烯亚胺衍生物、马来酸衍生物、富马酸衍生物、未取代的肉桂酸衍生物、被甲基、甲氧基、氰基和卤素中的至少一种取代的肉桂酸衍生物，和选自甾类基团、萜类基团、生物碱基团和其混合物的取代和未取代的手性和非手性的一价或二价基团，其中取代基独立地选自烷基、烷氧基、氨基、环烷基、烷基烷氧基、氟烷基、氰基烷基、氰基烷氧基和其混合物；和
(iv)d’、e’和f’各自独立地选自0、1、2、3和4，条件是d’+e’+f’的总和至少为1。
12.权利要求11的聚合物片材，其中Q1、Q2和Q3中的至少一个是选自以下的未取代或取代的杂环基团：异山梨醇、二苯并呋喃并、二苯并噻吩并、苯并呋喃并、苯并噻吩并、噻吩并、呋喃并、二噁烯并、咔唑并、氨茴基、氮杂
Figure A200780033550C0006083750QIETU
基、苯并噁唑基、二氮杂
Figure A200780033550C0006083750QIETU
基、二唑基、咪唑烷基、咪唑基、咪唑啉基、吲唑基、假吲哚基、二氢吲哚基、中氮茚基、吲哚基、吲哚噁嗪基、isobenzazolyl、异吲哚基、异噁唑基、isooxazyl、异吡唑基、异喹啉基、异噻唑基、吗啉代、吗啉基、噁二唑基、噁噻唑基、噁噻唑基、oxathiolyl、噁三唑基、噁唑基、哌嗪基、piperazyl、哌啶基、嘌呤基、吡喃并吡咯基、吡嗪基、吡唑烷基、吡唑啉基、吡唑基、pyrazyl、哒嗪基、pyridazyl、吡啶基、嘧啶基、嘧啶基、pyridenyl、吡咯烷基、吡咯啉基、吡咯基、喹嗪基、奎宁环基、喹啉基、噻唑基、三唑基、三唑基、N-芳基哌嗪并、氮丙啶基、芳基哌啶子基、硫代吗啉并、四氢喹啉基、四氢异喹啉基、吡咯基、未取代、单或二取代的C4-C18螺双环胺，和未取代的、单或二取代的C4-C18螺三环胺。
13.权利要求11的聚合物片材，其中Q1、Q2和Q3中的至少一个是选自以下的未取代或取代的脂环族基团：环己基、环丙基、降冰片烯基、十氢萘基、金刚烷基、双环辛烷、全氢芴和立方烷基。
14.权利要求11的聚合物片材，其中所述化合物进一步包含与至少一种光致变色基团相连的至少一种R1基团，其中在各自情况下R1基团独立地选自：
(a)氢、C1-C12烷基、C2-C12烷叉基、C2-C12次烷基、乙烯基、C3-C7环烷基、C1-C12卤代烷基、烯丙基、卤素，和未取代或者被C1-C12烷基和C1-C12烷氧基中的至少一种单取代的苄基；
(b)在对位被选自以下的至少一种取代基单取代的苯基：C1-C7烷氧基、线型或支化的C1-C20亚烷基、线型或支化的C1-C4聚氧化亚烷基、环状C3-C20亚烷基、亚苯基、亚萘基、C1-C4烷基取代的亚苯基、单或聚氨基甲酸酯(C1-C20)亚烷基、单或聚酯(C1-C20)亚烷基、单或聚碳酸酯(C1-C20)亚烷基、聚亚硅烷基、聚亚硅氧烷基和其混合物，其中至少一个取代基与光致变色材料的芳基相连；
(c)-CH(CN)2和-CH(COOX1)2，其中X1选自以下的至少一种：延长剂L，氢，未取代或被苯基单取代的C1-C12烷基，被C1-C12烷基或C1-C12烷氧基单取代的苯基(C1-C12)烷基，和未取代、单或二取代的芳基，其中每一芳基取代基独立地选自C1-C12烷基和C1-C12烷氧基；
(d)-CH(X2)(X3)，其中：
(i)X2选自以下的至少一种：延长剂L，氢，C1-C12烷基，和未取代、单或二取代的芳基，其中每一芳基取代基独立地选自C1-C12烷基和C1-C12烷氧基；和
(ii)X3选自-COOX1、-COX1、-COX4和-CH2OX5中的至少一种，其中：
(A)X4选自以下的至少一种：吗啉代，哌啶子基，未取代、被C1-C12烷基单或二取代的氨基，和未取代、单或二取代的选自苯基氨基和二苯基氨基的基团，其中每一取代基独立地选自C1-C12烷基或C1-C12烷氧基；和
(B)X5选自延长剂L，氢，-C(O)X2，未取代或者被(C1-C12)烷氧基或苯基单取代的C1-C12烷基，被(C1-C12)烷氧基单取代的苯基(C1-C12)烷基，和未取代、单或二取代的芳基，其中每一芳基取代基独立地选自C1-C12烷基和C1-C12烷氧基；
(e)未取代的单、二或三取代的芳基；9-久洛尼定基；或选自以下的未取代、单或二取代的杂芳基：吡啶基、呋喃基、苯并呋喃-2-基、苯并呋喃-3-基、噻吩基、苯并噻吩-2-基、苯并噻吩-3-基、二苯并呋喃基、二苯并噻吩基、咔唑基、苯并吡啶基、二氢吲哚基和芴基；其中在各自情况下每一取代基独立地选自：
(i)延长剂L；
(ii)-C(O)X6，其中X6选自以下的至少一种：延长剂L，氢，C1-C12烷氧基，未取代、被C1-C12烷基或C1-C12烷氧基单或二取代的苯氧基，未取代、被C1-C12烷基或C1-C12烷氧基单或二取代的芳基，未取代、被C1-C12烷基单或二取代的氨基，和未取代、被C1-C12烷基或C1-C12烷氧基单或二取代的苯基氨基；
(iii)芳基、卤代芳基、C3-C7环烷基芳基、和被C1-C12烷基或C1-C12烷氧基单或二取代的芳基；
(iv)C1-C12烷基、C3-C7环烷基、C3-C7环烷基氧基(C1-C12)烷基、芳基(C1-C12)烷基、芳氧基(C1-C12)烷基、单或二-(C1-C12)烷基芳基(C1-C12)烷基、单或二-(C1-C12)烷氧基芳基(C1-C12)烷基、卤代烷基和单(C1-C12)烷氧基(C1-C12)烷基；
(v)C1-C12烷氧基、C3-C7环烷氧基；环烷基氧基(C1-C12)烷氧基；芳基(C1-C12)烷氧基、芳氧基(C1-C12)烷氧基、单或二-(C1-C12)烷基芳基(C1-C12)烷氧基，和单或二-(C1-C12)烷氧基芳基(C1-C12)烷氧基；
(vi)酰氨基、氨基、单或二烷基氨基、二芳基氨基、哌嗪基、N-(C1-C12)烷基哌嗪基、N-芳基哌嗪基、氮丙啶基、二氢吲哚基、哌啶子基、吗啉代、硫代吗啉代、四氢喹啉基、四氢异喹啉基、吡咯烷基、羟基、丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基和卤素；
(vii)-OX7或-N(X7)2，其中X7选自：
(A)延长剂L、氢、C1-C12烷基、C1-C12酰基、苯基(C1-C12)烷基、单(C1-C12)烷基取代的苯基(C1-C12)烷基、单(C1-C12)烷氧基取代的苯基(C1-C12)烷基；C1-C12烷氧基(C1-C12)烷基；C3-C7环烷基；单(C1-C12)烷基取代的C3-C7环烷基、C1-C12卤代烷基、烯丙基、苯甲酰基、单取代的苯甲酰基、萘甲酰基或单取代的萘甲酰基，其中每一所述苯甲酰基和萘甲酰基取代基独立地选自C1-C12烷基和C1-C12烷氧基；
(B)-CH(X8)X9，其中X8选自延长剂L、氢或C1-C12烷基；和X9选自延长剂L、-CN、-CF3或-COOX10，其中X10选自延长剂L、氢或C1-C12烷基；
(C)-C(O)X6；或者
(D)三(C1-C12)烷基甲硅烷基、三(C1-C12)烷氧基甲硅烷基、二(C1-C12)烷基(C1-C12烷氧基)甲硅烷基，或二(C1-C12)烷氧基(C1-C12烷基)甲硅烷基；
(viii)SX11，其中X11选自延长剂L、C1-C12烷基、未取代、或者被C1-C12烷基、C1-C12烷氧基或卤素单或二取代的芳基；
(ix)由式i表示的含氮环：
Figure A200780033550C00091
其中
(A)n是选自0、1、2和3的整数，条件是如果n为0，则U’是U，并且在各自情况下每一U独立地选自-CH2-、-CH(X12)-，-C(X12)2-、-CH(X13)-、-C(X13)2-和-C(X12)(X13)-，其中X12选自由上式I表示的延长剂L和C1-C12烷基，和X13选自由上式I表示的延长剂L、苯基和萘基，和
(B)U’选自U、-O-、-S-、-S(O)-、-NH-、-N(X12)-或-N(X13)-，和m是选自1、2和3的整数，和
(x)由式ii或iii表示的基团
Figure A200780033550C00092
其中在各自情况下X14、X15和X16独立地选自延长剂L、C1-C12烷基、苯基或萘基，或者X14和X15一起形成5-8个碳原子的环；p是选自0、1或2的整数，和在各自情况下X17独立地选自延长剂L、C1-C12烷基、C1-C12烷氧基或卤素；
(f)选自以下的未取代或单取代的基团：吡唑基、咪唑基、吡唑啉基、咪唑啉基、吡咯烷基、吩噻嗪基、吩噁嗪基、吩嗪基或吖啶基，其中每一取代基独立地选自延长剂L、C1-C12烷基、C1-C12烷氧基、苯基、羟基、氨基或卤素；
(g)由式iv或v表示的基团：
Figure A200780033550C00101
其中
(i)V’在每一式中独立地选自-O-、-CH-、C1-C6亚烷基和C3-C7亚环烷基，
(ii)V在每一式中独立地选自-O-或-N(X21)-，其中X21选自由上式I表示的延长剂L、氢、C1-C12烷基和C2-C12酰基，条件是如果V是-N(X21)-，则V’是-CH2-，
(iii)X18和X19各自独立地选自延长剂L、氢和C1-C12烷基，和
(iv)k选自O、1和2，和在各自情况下每一X20独立地选自延长剂L、C1-C12烷基、C1-C12烷氧基、羟基和卤素；
(h)由式vi表示的基团：
Figure A200780033550C00102
(i)X22选自延长剂L、氢和C1-C12烷基，和
(ii)X23选自延长剂L和未取代、单或二取代的选自萘基、苯基、呋喃基和噻吩基的基团，其中在各自情况下每一取代基独立地选自C1-C12烷基、C1-C12烷氧基和卤素；
(i)-C(O)X24，其中X24选自延长剂L、羟基、C1-C12烷基、C1-C12烷氧基、未取代或者被C1-C12烷基或C1-C12烷氧基单取代的苯基、未取代、被C1-C12烷基、苯基、苄基和萘基中的至少一种单或二取代的氨基；
(j)-OX7和-N(X7)2；
(k)-SX11；
(1)由式i表示的含氮环；
(m)由式ii或iii之一表示的基团；或者
(n)直接相邻的R1基团一起形成由式vii、viii或ix表示的基团：
其中
(i)在各自情况下W和W’独立地选自-O-、-N(X7)-、-C(X14)-、-C(X17)-，
(ii)X14、X15和X17如上所述，和
(iii)q是选自0、1、2、3和4的整数。
15.权利要求1的聚合物片材，其进一步包含添加剂，所述添加剂包括染料、二向色性染料、光致变色染料、排列促进剂、动力学增效剂、光引发剂、热引发剂、聚合抑制剂、溶剂、光稳定剂、热稳定剂、脱模剂、流变控制剂、流平剂、自由基清除剂和/或粘合促进剂。
16.根据权利要求1的聚合物片材，其中所述片材为纤维的形式。
17.一种至少包括支撑层；和具有两个相对面并且包含光致变色-二向色性材料的取向聚合物片材的多层复合体，其中所述片材在活化态表现出二向色性，和其中所述片材的至少一个表面与所述支撑层的至少一部分相连。
18.权利要求17的多层复合体，其中所述光致变色-二向色性材料适于响应于至少光化辐射从第一状态转变到第二状态，和在至少第二状态中使至少被透过的辐射线偏振。
19.权利要求17的多层复合体，其中所述聚合物片材包含弹性体聚合物。
20.权利要求17的多层复合体，其中所述聚合物包括在共聚物主链中包含醚和/或酯键的嵌段共聚物。
21.权利要求20的多层复合体，其中所述嵌段共聚物包括聚(酰胺-醚)嵌段共聚物、聚(酯-醚)嵌段共聚物、聚(醚-氨基甲酸酯)嵌段共聚物、聚(酯-氨基甲酸酯)嵌段共聚物和/或聚(醚-脲)嵌段共聚物。
22.权利要求17的多层复合体，其中所述支撑层包含聚碳酸酯、聚环烯、聚氨酯、聚(脲)氨酯、聚硫氨酯、聚硫代(脲)氨酯、多元醇(碳酸烯丙酯)、其共聚物或其混合物。
23.权利要求17的多层复合体，其中所述支撑层包含乙酸纤维素、二乙酸纤维素、三乙酸纤维素、乙酸丙酸纤维素、乙酸丁酸纤维素、聚(乙酸乙烯酯)、聚(乙烯醇)、聚(氯乙烯)、聚(偏二氯乙烯)、聚(对苯二甲酸乙二醇酯)、聚酯、聚氨酯、聚(脲)氨酯、聚硫氨酯、聚硫代(脲)氨酯、聚砜、聚烯烃、其共聚物和/或其混合物。
24.权利要求17的多层复合体，其进一步包括保护层，所述保护层与聚合物片材的至少一部分相连，使得聚合物片材置于保护层与支撑层之间。
25.权利要求24的多层复合体，其中所述保护层包含保护涂层，所述保护涂层包括耐磨涂层、氧阻隔涂层、UV遮挡涂层、抗反射涂层、防雾涂层、反射镜涂层或其组合。
26.一种包括权利要求17的多层复合体的光学元件。
27.权利要求26的光学元件，其中光学元件包括眼用元件、显示元件、窗、镜子和/或有源型和无源型液晶盒元件和器件。
28.权利要求27的光学元件，其中所述眼用元件包括矫正透镜、非-矫正透镜、接触透镜、眼内透镜、放大镜、保护镜或护目镜。
29.权利要求26的光学元件，其中所述基材包括未着色的基材、着色的基材、光致变色基材、着色的光致变色基材和线偏振基材。
30.权利要求26的光学元件，其中所述基材包含聚碳酸酯、聚氨酯、聚(脲)氨酯、聚硫氨酯、聚硫代(脲)氨酯、聚环烯、多元醇(碳酸烯丙酯)、其共聚物和/或其混合物。
31.权利要求26的光学元件，其中所述支撑层包含乙酸纤维素、二乙酸纤维素、三乙酸纤维素、乙酸丙酸纤维素、乙酸丁酸纤维素、聚(乙酸乙烯酯)、聚(乙烯醇)、聚(氯乙烯)、聚(偏二氯乙烯)、聚(对苯二甲酸乙二醇酯)、聚酯、聚氨酯、聚(脲)氨酯、聚硫氨酯、聚硫代(脲)氨酯、聚砜、聚烯烃、其共聚物和/或其混合物。
32.权利要求27的光学元件，其中所述显示元件包括屏幕、监视器和安全元件。
33.权利要求32的光学元件，其中所述安全元件包含光学透明材料和/或光学不透明材料。
34.一种包括权利要求24的多层复合体的光学元件。
35.权利要求34的光学元件，其中所述支撑层和保护层中的一个或两个是非-双折射的。
36.一种包含光致变色-二向色性材料的取向聚合物片材，所述片材具有：具有第一总体方向的第一有序区，和至少一个具有不同于第一总体方向的第二总体方向的与第一有序区相邻的第二有序区，其中所述片材在活化态表现出二向色性。
37.权利要求36的片材，其中所述片材包括多个有序区，每一个有序区具有与其余区域相同或不同的总体方向以在片材中形成所希望的图案。
38.一种形成包含光致变色-二向色性材料的取向聚合物片材的方法，所述方法包括在两个或更多个顺序阶段中将聚合物片材双轴拉伸以使得片材具有：具有第一总体方向的第一有序区，和至少一个具有不同于第一总体方向的第二总体方向的与第一有序区相邻的第二有序区，其中所述片材在活化态表现出二向色性。
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