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《光致變色高分子材料教學資料.doc》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、…………………………………………………………最新精品資料推薦……………………………………………………光致變色高分子材料摘要光致變色高分子是一類新型的功能高分子材料這類材料經(jīng)光照后,其化學性能,與物理性能特別是在顏色方面會發(fā)生可逆的變化本文對光致變色高分子的研究狀況進行了較全面的綜述,文中對主要的光致變色高分子,諸如聚甲亞胺型、硫卡巴蹤型、偶氮苯型、茍二酮型、邃漆型和含螺結(jié)構(gòu)型等進行了討論。關鍵詞：光致變色高分子原理種類合成應用引言高分子材料的研究與應用己給人類帶來了巨大的益處,迄今科學家們?nèi)圆贿z余力開拓多種新型的高分子
2、材料,光致變色高分子材料就是近年來受到人們矚目的新型功能高分子材料之一光致變色材料的研究始于本世紀初葉,人們在對功能性染料的研究中發(fā)現(xiàn)多種物質(zhì)在不同波長的光照射時呈現(xiàn)不同的顏色,有的在可見光照射下產(chǎn)生顏色變化,停止光照后又能回復原來的顏色這些現(xiàn)象引起高分子研究者的注意,于是,許多研究者們把光致變色的功能性染料引入到高分子的側(cè)鏈或主鏈中,或與高分子化合物共混,從而開發(fā)出一系列具有光致變色特性的新型高分子材料功能性光致變色染料是小分子,不便于制造成器件,光致變色高分子恰恰在這方面有很大的優(yōu)勢,因而更加促進了光致變色高分子的
3、研究與開發(fā)。【1】1光致變色的基本原理由于有機物質(zhì)在結(jié)構(gòu)上千差萬異,因而光致變色機理也多有不同宏觀上可分為光化學過程變色和光物理過程變色兩種。光化學過程變色較為復雜,可分為順反異構(gòu)反應、氧化還原反應、離解反應、環(huán)化反應以及氫轉(zhuǎn)移互變異構(gòu)化反應等等。茲以側(cè)鏈帶偶氮苯的光致變色高分子為例,這是典型的順反異構(gòu)變色機理在光作用下,偶氮苯從穩(wěn)定的反式轉(zhuǎn)變?yōu)椴环€(wěn)定的順式,并伴隨著顏色的轉(zhuǎn)變,后面我們將進一步說明。關于光物理過程的變色行為,通常是有機物質(zhì)吸光而激發(fā)生成分子激發(fā)態(tài),主要是形成激發(fā)三線態(tài),而某些處于激發(fā)三線態(tài)的物質(zhì)允許進
4、行三線態(tài)一三線態(tài)的躍遷,此時伴隨有特征的吸收光譜變化而導致光致變色?！钚戮焚Y料推薦……………………………………………………8…………………………………………………………最新精品資料推薦……………………………………………………2主要的光致變色高分子2.1甲亞胺類光致變色高分子含甲亞胺結(jié)構(gòu)類型的光致變色高分子在高分子主鏈上含有鄰輕基苯甲亞胺基團的聚合物具有光致變色功能,其光致變色機理如圖所示。甲亞胺基鄰位經(jīng)基氫的分子內(nèi)遷移形成反式酮,然后熱異構(gòu)化為順式酮,再通過氫的熱遷移返回順
5、式烯醇即。需要指出的是,小相對分子質(zhì)量的聚甲亞胺光致變色不明顯,這是由于反式酮和順式烯醇的共扼體系均不大,兩者的吸收光譜沒有較大的差別。因此先合成鄰經(jīng)基苯甲亞胺的不飽和衍生物,再與苯乙烯或甲基丙烯酸甲醋等單體共聚合才能得到光致變色高分子?！?】2.2含硫卡巴粽結(jié)構(gòu)型這類光致變色高分子中最為典型的是由對甲基丙烯酞胺基苯基汞二硫腙絡合物與苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和丙烯酞胺等共聚而制得的光致變色高分子。圖4是其中的一種,其共聚物薄膜經(jīng)日光照射由桔紅色變?yōu)榘底厣蜃仙?.3偶氮苯型……………………………………………
6、……………最新精品資料推薦……………………………………………………8…………………………………………………………最新精品資料推薦……………………………………………………這類高分子的光致變色性能是偶氮苯的順反異構(gòu)引起的,在光作用下,偶氮苯從反式轉(zhuǎn)為順式,順式是不穩(wěn)定的,在暗條件下,回復到穩(wěn)定的反式,如圖5所示·含偶氮苯基元的高分子可用于光電子器件、記錄儲存介質(zhì)和全息照相等領域。制備含偶氮苯結(jié)構(gòu)的高分子有3種方法：一種是合成含有偶氮基團的乙烯衍生物，均聚或與不飽和單體進行自由基共聚制得側(cè)鏈含有偶氮基團聚合物;另一種是高分子
7、同偶氮化合物的化學反應；第三種方法是通過共縮聚方法把偶氮苯結(jié)構(gòu)引入到聚酰胺、尼龍等的主鏈中。[3]大分子的構(gòu)象對偶氮共聚物的光致變色性能有很大的影響，對在側(cè)鏈上含有偶氮基團的高聚物特別明顯。如果共聚物在高pH值時，它卷曲成一團使分子的順反異構(gòu)減慢，光致色變的速度比小分子的偶氮模型化合物慢。在低pH值時，大分子伸直使順反異構(gòu)的轉(zhuǎn)變?nèi)菀祝l(fā)色和消色反應速度均比小分子模型化合物快。如果將偶氮苯引入聚合物主鏈通常造成順反異構(gòu)的空間阻礙，其光致變色速率要比小分子模型化合物低些。一般偶氮類光致色變高分子的熱消色速率比較小，50%褪
8、色時間為幾到幾十分鐘。2.4聚聯(lián)毗啶（紫羅精型）這是一類具有圖所示結(jié)構(gòu)的化合物。其中R為烷基、烷氧基等,X為鹵素陰離子在光照射下通過氧化一還原反應而變色當圖6中的R是烷基、X為氯離子時,是一種含聚四氫吠喃鏈段的聚聯(lián)毗陡彈性體,在光照射下由無色變?yōu)榫G色。一些水溶性高分子,如聚乙烯基毗咯烷酮、聚丙烯酞胺、聚乙烯醇和明膠等對聚紫羅精光致
