光致变色聚合物的制备
聚氨酯-光致变色微胶囊的制备及其粒径研究
聚氨酯-光致变色微胶囊的制备及其粒径研究范菲;王潮霞【摘要】以聚氨酯为壁材、偶氮染料分散于乙酸丁酯中作为囊芯,采用原位聚合法制备了聚氨酯包覆光致变色化合物的微胶囊.考察了分散剂种类及用量、芯壁质量比、均化速度和搅拌速度以及合成温度对聚氨酯微胶囊粒径的影响.实验结果表明,与Tween80、OP-10、PVC相比,平平加O乳化剂更适合用于聚氨酯微胶囊的制备,且当平平加O用量从5％增加到15％时,微胶囊的平均粒径从0.6171μm降低到0.5236μm.随着芯壁质量比从1∶1减小到1∶8,聚氨酯微胶囊的平均粒径从0.4731μm增大到0.7147μm.随着均化速度及搅拌速度的增大,微胶囊平均粒径与速度成反比.预聚温度为20～60℃,扩链温度90～100℃对聚合和微胶囊平均粒径比较合适.【期刊名称】《功能材料》【年(卷),期】2013(044)010【总页数】4页(P1511-1514)【关键词】光致变色微胶囊;聚氨酯;粒径;原位聚合法【作者】范菲;王潮霞【作者单位】江南大学生态纺织教育部重点实验室,江苏无锡214122;江南大学生态纺织教育部重点实验室,江苏无锡214122【正文语种】中文【中图分类】TB341 引言光致变色是一种物质在适当的光照条件下发生光化学反应，导致材料吸收光谱发生变化，这种变化在加热或其它光子激励的作用下，恢复初始状态［1-4］。
微胶囊化光致变色化合物［1，5，6］利用微胶囊技术包覆原理，把光致变色化合物、分散介质等包裹在微胶囊内，在太阳光作用下，微胶囊中的光致变色化合物产生氧化还原反应及顺反异构化而发生颜色变化［7-10］。
这种应用有效降低了温度、光照、pH值和氧等环境因素及染整过程中其它化学助剂的影响从而导致的氧化劣变、耐疲劳及光稳定性差［11-14］。
部分材料对纤维无亲和力，只有加工成微胶囊后靠粘合剂固着在纤维上;部分材料需防止外界因素的作用，或只有封闭在微胶囊中才能维持变色的条件产生变色效应［15-17］。
【2019年整理】光致变色材料制备用途以及进展
光致变色材料制备用途以及进展（宵岛科技大学化学与分子工程学院应用化学084班李）摘要：本文针对光致变色材料这一新型材料，综述了光致变色材料的变色原理及分类，并着重对含氧、氮、硫杂螺环结构的光致变色化合物研究进展，有机光致变色高分子材料的加工方法、性能优劣及研究进展进行了论述，最后对光致变色材料的应用前景进行了总结和展望。
关键词：光致变色有机光致变色材料含氧、氮、硫杂螺环结构的光致变色化合物1光致变色原理光致变色现象e （对光反应变色）指一个化合物（A）受一定波长（1）光的照射，进行特定化学反应生成产物（B）,其吸收光谱发生明显的变化；在另一波长（2）的光照射下或热的作用下，乂恢复到原来的形式：严格意义上的光致变色化合物的主要结构形式有两种：1）光致变色材料分子作为侧链基团直接或通过间隔基与主链大分子相联；2）光致变色材料分子作为主链结构单元或共聚单元而形成聚合物但随着研究的不断深入，变色材料种类和结构形式也不断扩大，也有人认为将光致变色化合物添加到聚合物中形成聚合物的类型添加进来，但此种形式仍存在广泛争议光致变色材料发展至今，按照不同判别标准其分类方式多种多样如果按照材料光反应前后颜色不同分类，可分为正光色性类和逆光色性类两种；而按照变色机理进行分类时，则可分为T类型和P类型；P类型材料的消色过程是光化学过程，有较好的稳定性和变色选择性⑵。
但应用最广泛的分类方法则是按照材料物质的化学成分进行分类，即分为无机化合物和有机化合物两大类它主要有三个特点卓：①有色和无色业稳态问的可控可逆变化；②分子规模的变化过程；③业稳态问的变化过程与作用光强度呈线性关系。
光致变色反应中的成色和消色过程的速度和循环次数（即抗疲劳性）是其实际应用的决定性因素。
光致变色材料要想真正达到实用化，还必须满足以下条件：①A和B有足够高的稳定性；②A和B有足够长的循环寿命；③吸收带在可见光区；响应速度快，灵敏度高。
2含氧、氮、硫杂螺环结构的光致变色化合物2.1 螺毗喃化合物1952年Fisdher和Hirshberg[4]首次发现了螺毗喃的光致变色性质，1956年Hirshberg［5 ］第一次提出光成色与光漂白循环可构成化学记忆模型，并可在化学信息存贮方面获得应用.螺毗喃衍生物有好的着色能力和抗光致疲劳能力，在数据记录和储存,光控开关，显示器和非线性光学等方面有潜在的应用前景. 2.1.1光致变色原理大多数螺毗喃及其类似化合物表现出正向光致变色特性.然而，当这些化合物的结构带有羟基、埃基或氨基时，则显示出“逆”向光致变色特性.人们对其光致变色机理及结构进行了大量研究.普遍认为，此类化合物在光照下, 发生键的异裂形成偶极离子.由丁共轴程度了发生改变，因此显示不同的颜色［6］如下图（1）所示.但对开环体2的花菁结构，Kim和Schulze等［乙8］提出了比花菁更稳定的花菁盐结构.2.1.2螺毗喃化合物的制备呼噪琳螺毗喃5可由取代水杨醛与2-业甲基呵噪琳衍生物（Fischer碱）在有机溶剂中回流缩合而成，如将1,3,3-三甲基-2-业甲基呵噪3与羟基芳醛4在乙醇溶液中回流反应，5的收率为70%〜98%［9］如图（2）所示.由（2）图中3的业甲基部分容易二聚，为提高苯并嗯哇螺毗喃的收率，使用铳盐或氧令翁盐6作为业甲基单元的前体，可以很好地完成这一反应（Scheme 1）.Scheme 1利用类似的方法，合成了许多螺毗喃类化合物及其衍生物［10,11］. 2004〜2007年孟继本等合成一系列的光致变色螺环化合物 ，其典型代表物8, 9如Scheme 2 所示.0H 8 Scheme 2总之，螺毗喃化合物合成方法已基本成熟，今后应加强螺毗喃的修饰和化 合物的设计研究，通过改变合成方法减少对环境的影响，以进一步提高产品纯 度、收率和热稳定性.2.2俘精酸酊类2.2.1简介俘精酸酎是芳取代的二业甲基丁二酸配类化合物的统称，是最早被合成的有 机光致变色化合物之一。
《有机光致变色材料》课件
通过调整制备工艺参数，如温度、压力、 浓度等，来优化有机光致变色材料的性能 。
04
有机光致变色材料的实际应用案例
显示器件
1 2
显示器原理
有机光致变色材料在受到光照时，分子结构发生 变化，导致颜色改变，从而实现显示效果。
优势与特点
有机光致变色材料具有高对比度、快速响应、低 能耗等优点，适用于动态显示和柔性显示领域。
降低有机光致变色材料的生产成本，使其 更具有市场竞争力。
颜色变化范围限制
拓展有机光致变色材料的颜色变化范围， 以满足不同应用领域的颜色需求。
反应速度与灵敏度
提高有机光致变色材料的反应速度和灵敏 度，使其能够更快地响应外界刺激。
解决策略与建议
加强基础研究
深入探索有机光致变色材料的反应机理 和性能优化途径，为解决上述挑战提供
3
应用场景
可应用于手机、平板电脑、智能手表等移动设备 的显示屏，以及公共信息展示、广告牌等商业显 示领域。
信息存储
01
02
03
信息存储原理
利用有机光致变色材料的 可逆颜色变化特性，将信 息编码为不同的颜色状态 ，从而实现信息的存储。
优势与特点
有机光致变色材料具有高 稳定性、耐久性及可重复 读写性，能够在常温常压 下实现稳定的信息存储。
添加剂
某些添加剂可以改善有机光致变色材料的 性能，如提高稳定性或改变变色效果。
性能优化方法
分子设计
掺杂技术
通过分子结构设计，调整有机光致变色材 料的性能参数，提高灵敏度和稳定性。
将其他物质掺杂到有机光致变色材料中， 以改善其性能或产生新的功能特性。
表面处理
制备工艺优化
对有机光致变色材料的表面进行物理或化 学处理，提高其耐久性和响应速度。
光致变色功能织物的制备及应用
表化 合物 Ａ 和 Ｂ的最 大 吸收波 长 。当使 用 波长
的光 照射化 合 物 Ａ时 ， 合 物 Ａ 会 发生一 定 的反应 化
于螺 吡喃类 化合 物 的光 致 变 色 行 为 ， 把 上 述 现 象 并 称为 ｐ ｏｏ ｈ ｏ ｓ 也就是 光致 变色 现象 。 ｈ ｔｃ ｒｍｉ ｍ 光 致 变色 是 一 种 化 学 物 理 现 象 ， 含 有 机 、 包 无 机、 生物 、 聚合物 等 的光诱 导化学 和 物理反 应 。按照
（ ａ ｇ ｏ ｇＪｅ ａ ｇ Ｓ ｐ ｒ ｉｉｎＴｅｔｎ ｎ ｔｔ ｔ ｎ ｏ ａｉｙ＆ Ｍｅ ｒｌｇ ，Ｊｅ ａ ｇ ５ ５ ０ Ｇｕ ｎ ｄ ｎ ｉｙ ｎ ｕ ｅｖｓｏ ｓｉｇ Ｉ ｓｉ ｉ ｆＱｕ ｌ ｕｏ ｔ ｔｏｏ ｙ ｉｙ ｎ １ ３ ０，Ｃｈｎ ） ｉａ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔｈ ｓ ｔ ｅ ｉ ｎ ｒ ｄ ｃ ｓ ｔ ｅ ｒ ｎ ｅ ｏ ｈ ｐ ｌ ａ ｉ ｎ ｎ ｈ ｔ ｉ ｅ ｈ ｎ ｓ ｏ ｓ ｒ ｃ ： ｉ ｈ ｓｓ ｉ ｔ ｏ ｕ ｅ ｈ ａ ｇ ｆ ｔ ｅ ａ ｐ ｉ ｔｏ ｓ ａ ｄ ｔ ｅ ｓ ａ ｎ ｍ ｃ ａ ｉｍ ｆ ｃ ｐ ｏ ｏ ｈ ｏ ｃ ｆ ｂ ｉ ｓ Ｉ ｌ ｂ ｒ ｔ ｓ ｔ ｅ ｍａ ｎ ｐ ｏ ｕ ｔｏ ｔ ｏ ｓ ａ ｄ ｒ ｓ ａ ｃ ｒ ｇ ｅ ｓ ｏ ｈ ｔ ｃ ｒ ｍｉ ａ ｒｃ ． ｔ ｅａ ｏ ａ ｅ ｈ ｉ ｒ ｄ ｃ ｉ ｎ ｍｅ ｈ ｄ ｎ ｅ ｅ ｒ ｈ ｐ ｏ ｒ ｓ ｆ
Ｔｈ ｅ ｒ ｔｏ ｎ ｅ Ｐｒ ｐａ ａ ｉ ｎ ａ ｄ Ａｐｐ ｉ ａ ｉ ｎ ｏ ｌｃ ｔｏ ｆＰｈｏ ｏ ｈｒ ｍｉ ｎ ｔｏ ｌＦａ ｒ ｃ ｔ ｃ ｏ ｃ Ｆｕ ｃ ｉｎａ ｂ ｉｓ
有机光致变色材料
有机光致变色材料有机光致变色材料（Organic photochromic materials）是一类能够在受到特定波长的光照射下发生颜色变化的有机化合物。
这些材料具有可以通过光照射而发生可逆的光化学反应的特点，可以在吸收光能的作用下从无色或淡色状态变为强烈吸收光的有色状态，并且在不再受到照射的情况下逐渐返回原来的无色或淡色状态。
这种可逆性能使得有机光致变色材料在很多领域有着广泛的应用。
有机光致变色材料的研究起源于19世纪，当时人们发现一些有机化物在受到紫外光照射后能够发生颜色变化。
但是由于当时科学技术的限制，这些材料的应用受到了很大的局限性。
随着科学技术的发展，特别是化学合成技术的进步，有机光致变色材料的研究和应用逐渐得到了推广和发展。
有机光致变色材料的研究主要集中在以下几个方面：基于光致变色效应的应用技术开发、有机光致变色材料的合成方法以及材料性质的研究。
这些研究不仅为有机光致变色材料的应用提供了技术支持，还为未来有机光致变色材料的开发和应用奠定了基础。
目前，有机光致变色材料已经在多种领域得到了应用，比如信息存储、抗假冒、光开关等。
在光开关方面，有机光致变色材料的应用也十分广泛。
由于有机光致变色材料具有快速的可逆光切换性能，可以对光的传输和传播进行精确控制。
这使得它们在光电子学和光通信领域有着很大的潜力。
比如，有机光致变色材料可以作为光调制器和光开关的工作元件，对光信号进行调制和开关控制。
此外，有机光致变色材料还可用于光调谐滤波器、光重构器等光学器件的制造。
在有机光致变色材料的合成方法研究方面，目前有机光致变色材料的合成方法比较多样。
常见的有光解反应、电解反应等。
此外，还可以通过将不同的有机光致变色材料进行复合，改变它们的化学结构、构型和能级结构等，从而实现对有机光致变色材料性质的调控和优化。
总之，有机光致变色材料是一类具有可逆的光致变色性能的有机化合物。
它们在信息存储、抗假冒和光开关等领域有着广泛的应用。
偶氮苯类光致变色高分子化合物的合成及应用
Ｐ ｚＮ ａｏ Ｅ是含 有给受 体的偶 氮苯分 子为接 枝侧 链 的两亲 性 聚合 物， 它是 由亲水的己二胺 一环氧氯丙烷轻度交链 的柔性网络和疏 水的偶氮苯接枝链组成。 产物 ＰｚＮ ａｏ Ｅ为倒浮萍状聚合物 ， 将其制 成Ｌ Ｂ膜可作光储材料。
２ 偶 氮苯 类光 致变 色高分 子化 合物 的应 用
１ ． 称取 代 偶 氮 苯 的合 成 ．２对 ２
以 自由基 氧 化 催 化 为 原 理 ，利 用 Ｇ ｌｎｘｌ ３ ｅＣ ）／ Ｏ ａ ｉｏｙ Ｋ Ｆ （Ｎ６Ｋ Ｈ ｖ ／ 复合 体系相转移催化来合成对称取代偶氮苯 。在 Ｇ ｌ ｎｘｌ自由 ａ ｉｏｙ ｖ 基的催化体系 中，８种芳胺 在饱 和铁氰化钾 的氢 氧化钾溶 液与 １
２１ 为存储介质用于光盘数据存储 ．作 近年来光盘 已成为信息数据存储 的关键设备 ， 尤其 是存储密 度高， 寿命长 的光盘是信息技术产业 中不可缺 的部分 。信息存储 材料主要 以有机分子为基础 。适合用于光存储材料 的化合物 ， 其 分子必须是可光致变色的。 也就是说 他们 在光 照下有能力在 两种 不同吸收光谱 的异构体之间进行可逆转化。 偶氮苯类光致变 色高 分子结构 中含有 一 ＝ 一键 ， ＮＮ 在光照下可发生光致异构反应 ， 得到 两种 吸收光谱 ， 目不 同并可 以相互转化 的顺 （） 数 Ｚ式和反 （） Ｅ式两 种异 构体 ， 恰好符合作为光信息存储材料 的要求 。 ２２用 于光学转换和映像存储 － 偶氮苯液晶体的研究近年来不断发展 。偶氮苯基 团既是 内消 旋体 又是光敏性生 色团。当偶氮苯液晶薄膜 处于反式异构时 ， 显 示出向列型液晶型 ； 当处于顺式异构时不显示 液晶型。向列型液 晶体对变化 的反应速度很快 ， 以在 电子领域 可作为活性介质广 所 泛用 于液 晶显 示器 。 偶氮苯液晶薄膜具有两个优点 ， 一是对于 向列型液晶体有一 个较 大的温度 区间 ， 它对光 学转换是非常有 利的 ； 二是 它们 有一 个玻璃化温度ｆ ， ）当他们处于低 的 时 ， 可作为映像存储材料。 ２３用于 自组装单分子膜 （Ａ ） ． Ｓ Ｍｓ体系 自组装单分子膜是界面科学 、材料科学等领域研究 的热点。 他是利用分子 中各 种活性官 能团（ Ｓ Ｓ Ｓ Ｃ Ｏ 如 Ｈ， － ， Ｏ Ｈ等）以化学 ， 键 的形式 与相应 的基底（ Ａ ， ｇ Ｃ ， ｔＳ 等） 如 ｕ Ａ ， ｕ Ｐ， ｉ 相互 作用形成 的 种高度 致密 ， 二维有序的有机体超 薄膜体 系。偶氮苯衍生物 自 组装单分子膜就是偶氮苯基引入组装分 子而得 到的。 由于偶氮苯 具有光 电双重活性 ， 偶氮苯在分线性光学材料 ， 使 光电开关 ， 信息 存 储 等 领 域 有 广 泛 的应 用 前 景 。 ２４其 他 方 面 的应 用 ． 含偶氮苯基团的燃料是有机燃料 的重要 部分 ， 可用作银漂彩 色照相影像染料 的漂 白。 含偶氮苯光色基元聚合物用 于光电子器 件， 全息照相等领域 。 偶氮苯类化合物还 是有用 的合成 中间体。 可 广泛用于分析试剂 、 染料 、 现代彩色照相技术 中的油溶性染料。 因 为光照越强， 偶氮苯 的透光率越高 ， 所以它还能用于太 阳眼镜。 偶氮苯类光致变色高分子化合 物 的特殊性 能以及 良好 的应 用开发前景 ， 吸引着我们不断探索新方法来合成 新型的更具有利 用价值 的偶氮苯类化合物 ，也促使 我们不断地扩展 它的应用范 围， 将他的优 良性能发挥 到最大 限度。
光致变色多孔聚苯乙烯功能微球的制备和性能
２１ ０ １年 ３月
化
学 研
究
中 国科 技 核 心 期 刊
ｈ ｙ＠ ｈ ｎ ． ｄ ． ｎ ｘｊ ｅ ｕ ｅｕ ｃ
ＣＨ ＥＭ Ｉ ＣＡＩ
ＲＥＳＥＡ ＲＣＨ
光 致 变 色 多 孔 聚 苯 乙 烯 功 能 微 球 的 制 备 和 性 能
孙 静， 裴广玲
（ 京 服 装 学 院 材 料 科 学 与 工 程 系 ， 京 １０ ２ ） 北 北 ０ ０ ９
微 球 进 行 表 面 包覆 ， 进 一 步提 高其 变 色 持 久 性 ． 可 关键 词 ： 致 变 色 ； 光 聚苯 乙烯 微 球 ； 备 ； 能 制 性 中图 分 类 号 ： Ｂ ３ Ｔ ４ 文献 标 志 码 ： Ａ 文 章编 号 ： ０ ８ １ １ （ ０ １ ０ — ０ １ 一Ｏ １０ — ０ １２ １ ）２ ａ ｇ ｌ ｇ ＥＩＧｕ ｎ —ｉ ｎ
（ ｅ ａ ｔ ｎ ｆ Ｍａ ｅ ｉｌ Ｓ ｉ ｃ ｎ ｇ ｎ ｅ ｉｇ ｅｊｎ ｎ ｔ ｕｅｏ ａ ｈｏ ｅｈ ｏｏ ｙ ｅ ｉ ｇ １ ０ ２ ， ｈ ｎ ） Ｄ ｐ ｒｍｅ ｔ ｔｒ ｓ ｃｅ ｅａ ｄ Ｅｎ ｉ ｅｒｎ ，Ｂ ｉｉｇ Ｉ ｓ ｔ ｔ ｆ Ｆ ｓ ｉｎ Ｔ ｃ ｎ ｌｇ ，Ｂ ｉ ｎ ０ ０ ９ Ｃ ｉａ ｏ ａ ｎ ｉ ｊ
ｓ ｈｅ ｅ ｒ ｂ ｅ ｔ ａ ｉ ｙ ｒ ｖ ｒ ｅ ｃ ｏ ｕ ｅ ｌｒ ｖ ｏ ｅ ｕ ｉ ｈｔ ｉｒ ｄｉｔｏ ｐ ｒ ｓｗｅ ｅ ａ ｌ ｏ ｒ ｐ ｄｌ ｅ ｅ ｓ ｏｌ ｒ ｎｄ ｒ ｕ ｔ ａ ｉ ｌ ｔｏｒ ｓ ｎ ｌｇ ｒ ａ ａ ｉ ｎ．Ｂｅ ｉ ｅ ｓｄ ｓ，
ｉ ｉａ ｅ ｔ ａ ｈｅｐ ｏ ｌ ｓ ｙｒ ｎｅ ｍ ｉｒ ｐｈ ｒ ｓ ｏ ａ ｎｅ ｎｄ ｒｔ ｅ ｏ ｉ ｉｅ ｏ ｉｉ ｓ ｈ ｖ ｎｄ ｃ ｔ ｈ ｔｔ ｏｒ ｕｓｐｏ ｙ ｔ ｅ ｃ ｏｓ ｅ ｅ ｂｔ ｉ ｄ ｕ ｅ ｈ ｐｔｍ ｚ ｄ ｃ ｎｄ ｔｏｎ ａ ｅ ａ ｖ ｒ ｇ ｇ ａ ｎ ｉｅ ｆ ｎ ａ ｅ ａ ｅ ｒ ｉ ｓｚ ｏ １ ／ｍ ． Ａ ｆ ｅ ａ ｏ ｂｉ ｇ ， ｔ ｒ ｄｓ ｒ ｎ ｐｈ ｏｃ ｏ ｉ ｍ ａ ｅ ｉｌ ｏｔ ｈｒ ｍ ｃ ｔ ｒａｓ， ｔ ｅ ｏｒ ｕｓ ｉｒ ｈ ｐ ｏ ｍ ｃ ｏ—
含有硫堇的光致变色聚合物的合成及其性能测定
应 的影 响 。
关麓词 ： 堇 ； 硫 光致 变 色 聚 合 物 ｝ 成 合 中 圈 分 类 号 ： ６ １２ ０ ３ ４ 文献标识码 ： Ａ
一
ｅ—
ｃ ｏ ＝
１ 前 言
ｏ№Ｃ 、 ｃ
｝ ∞ Ｃｂ — Ｎ ｌ ｝ ｃ｛ ｌ Ｉ ／ ０ ｔ
自 １９ ８ ９年 Ｍａｃ ｗａｄ首先 发 现 了光 致 变现 象 以 ｒｋ ｌ 来， 又发 现 了许 多无 机和 有机 的光 变 色物 质 。１ ６ ９ ３年 Ｋ ｍｏ ａ ａ ｇ ｗａ提 出 Ｊ硫 堇 高 聚 物 光 变色 机 理 ， 高 聚物 在 链 中 引入硫堇 和适 当的还 原剂 （ 如亚铁 离 子） 例 则具 有 非 常好 的光 变色 性 能 。近 几 十 年 以来 ， 国外对 光 变 色 物 质进行 了很 多研 究 ， 合 成 方 法 主要 有 ： １ 合 成 带 其 （）
和三 乙醇 胺 的反 应 等 等 。在 这 类 光 致 变 色材 料 中 ， 以 三己醇胺 作 为电 子给 予体 的光 致 变材料 的稳定 性 比用 好 。含硫 堇 的光 致 变材 料 可 以作 为 全 息 摄 影 的
｜录 材 料 、 定 映 象 、 电 池 等 用 途 。 己 固 光
２ １ 丙烯 酰氯 （ 的制备 Ｉ）
维普资讯
温下 放置过 夜 ， 过滤 ， 用无 水 乙醇 反复洗 去ｊ 乙 醇胺及 乙腈 ， 真空 干燥 得 到 ７ ８ｇ白色 粉 末 ， ． ． １ ６ ５ ． Ｉ Ｐ ：７ ． ～ ｎ
１８ ， ７ ℃ 产率 ９ ％ 。 ５
Ｈ Ｃ ？ Ｏ ＨＣ２ Ｈ
—
Ｎ
Ｈ Ｈ ｔ Ｈ ＯＯ Ｃ ？
（ Ｉ） １Ｉ
砥苴
ＨＯ： Ｏ ｃ Ｈ
光致变色高分子材料
主要的光致变色高分子
❖ 1 甲亚胺类光致变色高分子 ❖ 甲亚胺类体系光致变色的原理如下,
❖ 甲亚胺基邻位羟基氢( I) 的分子内迁移形成反式酮(Ⅲ) , 反式酮(Ⅲ) 热异构化为顺式酮(Ⅱ ) , 顺式酮(Ⅱ) 通过氢的热迁移又能返回顺式醇(I )。
❖ 小分子量的聚甲亚胺光致色变不明显, 这是由于反式酮与顺式烯醇的共轭体系均不大,两者的 吸收光谱之间差别不大。而当分散在聚苯乙烯, 聚甲基丙烯酸甲酯和聚碳酸酯介质中时, 其热 褪色速率比相应溶液中大为降低, 这是由于聚合物介质限制了褪色反应, 有不同自由体积的结 果。通过合成叉替苯胺的不饱和衍生物再与苯乙烯或甲基丙烯酸甲酯(MMA )等单体共聚就可 制得光致变色共聚物, 从而使主链含有(Ⅳ) 或(Ⅴ) 结构。这类光致变色高分子的基态最大吸收 波长在480nm 左右, 激发态波长(最大吸收波长, 以下同) 在580nm 左右, 50% 褪色时间为几 十至几千秒。
❖ 合成含螺 嗪类光致变色高分子的方法与螺吡喃类相似,
❖ 6 俘精酸酐类光致变色高分子 ❖ 俘精酸酐由于优良的光致变色性能, 如无热褪色, 良好的抗疲劳能力等。俘精酸酐是芳取代
的二亚甲基丁二酸酐类化合物的统称。其分子通式是
❖ 式中A、B、C、D 4 个取代基中至少有一个是芳香环, 而且大多数情况下是芳杂环。
❖ 5 螺 嗪类光致变色高分子
❖
螺 嗪是一类重要的光致变色化合物, 与螺吡喃化合物相比, 其主要优点是热稳定性高,
抗疲劳性强。其结构与螺吡喃相似, 光致变色机理是
❖ 即反应物(SP) 到光产物(PMC) , 假定存在一个中间体(X )。PMC 是SP 光解, C—O 键断裂后 经过键的旋转由螺 嗪变为整个分子骨架为共平面的大P键共轭结构的分子, 其吸收光谱由紫 外区变到可见区, 即发生了光致变色。激发态的螺 嗪分子的吸收波长在600nm 左右。这类 分子的缺点是热消色速率太快, 只有几秒至几分钟就会变为无色。
聚合物感光材料的合成及应用
聚合物感光材料的合成及应用介绍聚合物感光材料作为一种新型的光敏材料，具有很高的应用价值。
其主要原理是在光的作用下，聚合物分子链发生断裂或交联，进而引起材料的物理化学性质改变，实现其光致变色和光致变形等功能。
本文将介绍聚合物感光材料的合成及应用，以及其未来的发展趋势。
聚合物感光材料的合成聚合物感光材料的合成是先将适当的单体通过聚合反应形成聚合物基体，再通过交联、引发剂和敏化染料等添加剂改变其光谱响应和性能。
根据聚合物的类型，其合成方法也有所不同。
下面将就几种常见的聚合物类型进行介绍。
1.丙烯酸聚合物感光材料的合成丙烯酸聚合物是一类较为常见的聚合物基体，其合成方法主要有以下几种：(1)自由基聚合法丙烯酸单体通过自由基引发剂形成聚合物基体。
此法具有操作简单，适用范围广等优点，但是生成的聚合物分子量分布较宽，粘度大，热稳定性较差等缺点。
(2)离子聚合法在聚合过程中加入离子引发剂，使其受到离子的作用而发生聚合反应。
此方法可得到高分子量、分子分布窄的聚合物基体，但反应过程需在无氧条件下进行。
(3)辐射聚合法通过γ射线、x射线等电磁波和β粒子等辐射源激发丙烯酸单体分子，使其发生聚合反应。
此方法加速了聚合反应的速度，并且不需要引发剂，但却会造成聚合物变形、脆化等问题。
2.硝基苯聚合物感光材料的合成硝基苯聚合物感光材料是一种具有良好光谱响应和好的耐热性能的聚合物基体，其合成方法主要有以下几种：(1)嵌段共聚法通过引入适当的共聚单体，控制聚合反应的速率和热力学平衡，形成具有良好性能的均相聚合体。
(2)交联剂法在聚合反应过程中，加入交联剂，使其发生交联反应，增加材料的强度和耐热性能。
(3)敏化染料法通过引入众多的敏化染料，使得材料的光敏响应范围更广，提高其对各种光源的适应性。
聚合物感光材料的应用聚合物感光材料具有许多应用领域，包括激光记录、印刷、微纳加工等领域。
下面将就几个典型的应用领域进行介绍。
1.激光记录激光记录是指将光的信息记录在材料上的过程。
光敏聚合物材料的制备及其应用
光敏聚合物材料的制备及其应用光敏聚合物材料（photosensitive polymeric materials）是一类能够在光照下发生化学反应并进而改变物性的高分子材料。
与传统的聚合物材料相比，光敏聚合物材料具有很多独特的物理和化学性质，广泛应用于光学、电子、医药、生物等诸多领域。
一、光敏聚合物材料的制备光敏聚合物材料的制备方法分为光致聚合和光引发聚合两种。
1. 光致聚合光致聚合是指通过光引起的交联聚合反应，可以通过交联引发剂、高能辐射、电离辐射等方式实现。
其中，交联引发剂是一种能够通过光诱导生成自由基并引起单体聚合反应的化合物，其分子中至少含有一个双键和一个碳-碳键。
例如，石墨烯氧化物（GO）是一种常用的光致交联引发剂，通过紫外光照射后可以形成具有均匀孔隙结构的光敏聚合物材料。
2. 光引发聚合光引发聚合是指通过光引起的自由基聚合反应。
常用的光引发剂包括磷光引发剂、氮氧化物光引发剂和光敏引发剂等。
其中，磷光引发剂是指一种能够在紫外光或可见光照射下生成活性自由基并引发单体聚合链的化合物。
例如，三甲基苯基膦（TPO）和二乙基亚硝基苯胺（DEAN）是两种常用的磷光引发剂，可以用于制备具有优良机械性能和高透明度的光敏聚合物材料。
二、光敏聚合物材料的应用光敏聚合物材料的应用范围广泛，主要包括以下几个方面：1. 光学应用光敏聚合物材料具有优异的光学性能，可以应用于制备高透明度的光学玻璃、可替代昂贵材料的透镜、折射率可控的光学加工模具等。
2. 电子应用光敏聚合物材料具有高的介电常数、低的介质损耗和优异的耐热性能，可以应用于制备高性能电路板、开关器件和电容器等。
3. 医药应用光敏聚合物材料可以用于制备具有防抗菌性、降解性和生物相容性的医用材料，如医用胶水、疏水透气膜等。
4. 生物应用光敏聚合物材料可以应用于制备光纤探针、药物控释系统、DNA芯片等生物材料，其中，光敏聚合物材料的粘附性、生物相容性和相应硬度的调节对于生物应用具有重要意义。
我国光致变色材料研究
我国光致变色材料研究光致变色材料是一种能够在外界光照下改变自身颜色的材料。
这种材料具有许多潜在的应用领域，包括显示技术、光电子学、数据存储、智能窗帘和光遥控开关等。
近年来，我国在光致变色材料研究方面取得了显著的进展。
首先，我国在光致变色材料的合成和制备方面做出了大量的研究。
通过改变材料的化学成分和结构，研究人员成功合成出了许多性能优良的光致变色材料。
例如，一些溴代苯胺类化合物能够通过光诱导反应来改变其颜色。
此外，还有一些具有类似于光敏颜料的有机分子，它们可以通过光激发来改变吸收光谱。
这些研究结果为开发更高效、更稳定的光致变色材料打下了基础。
其次，我国在光致变色机理的研究方面也取得了一定的成果。
光致变色材料的变色机理包括光物理过程和化学反应过程两个方面。
通过对光致变色材料的光物理行为和机理的深入研究，研究人员可以进一步了解光致变色材料的工作原理，从而改进其性能。
近年来，我国的研究人员对一些典型的光致变色材料进行了系统的研究，揭示了它们的变色机理，并提出了一些新的理论模型。
此外，我国在光致变色材料的应用方面也有了一定的突破。
光致变色材料具有广阔的应用前景，例如用于显示技术的光敏染料和光敏聚合物、用于智能窗帘的粉末电致变色材料等。
我国的研究人员积极探索光致变色材料的应用领域，并取得了一系列突破性的成果。
例如，在高性能光敏聚合物方面，我国的研究人员成功合成了一种新型的光致变色聚合物，具有较高的光敏性和稳定性。
这一成果为光致变色材料在显示技术上的应用提供了新的方向。
总体而言，我国的光致变色材料研究取得了显著的进展，但与发达国家相比，仍存在一定的差距。
未来，我们应加强光致变色材料的基础研究，提高研究水平和创新能力。
同时，与相关学科和行业进行更广泛的合作，加强跨学科研究和技术转化，推动光致变色材料的工业化应用。
只有这样，我们才能更好地将光致变色材料相关技术转化为现实应用，促进我国光致变色材料产业发展，以及推动我国相关行业的创新与进步。
光致变色高分子材料
含甲亚胺结构类型的光致变色高分子在高分子主链上含有邻轻基苯甲亚胺基团的聚合物具有光致变色功能，其光致变色机理如图所示。
甲亚胺基邻位经基氢的分子内迁移形成反式酮，然后热异构化为顺式酮，再通过氢的热迁移返回顺式烯醇即。
需要指出的是，小相对分子质量的聚甲亚胺光致变色不明显，这是由于反式酮和顺式烯醇的共扼体系均不大，两者的吸收光谱没有较大的差别。
因此先合成邻经基苯甲亚胺的不饱和衍生物，再与苯乙烯或甲基丙烯酸甲醋等单体共聚合才能得到光致变色高分子。
【2】(■)图L甲疾厦类的光戦变色机理Fig. I 卩hotochmmic mechanism pholochpomic poly mer2.2含硫卡巴粽结构型这类光致变色高分子中最为典型的是由对甲基丙烯瞰胺基苯基汞二硫腺络合物与苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和丙烯駄胺等共聚而制得的光致变色高分子。
图4是其中的一种，其共聚物薄膜经日光照射由桔红色变为暗棕色或紫色。
•种會机卡巴牌结构的光或喪邑高疔子—23偶氮苯型这类高分子的光致变色性能是偶氮苯的顺反异构引起的，在光作用下，偶氮苯从反式转为顺式，顺式是不稳定的，在暗条件下，回复到稳定的反式，如图5所示• 含偶氮苯基元的高分子可用于光电子器件、记录储存介质和全息照相等领域。
制备含偶氮苯结构的高分子有3种方法：一种是合成含有偶氮基团的乙烯衍生物，均聚或与不饱和单体进行自由基共聚制得侧链含有偶氮基团聚合物另一种是高分子同偶氮化合物的化学反应；第三种方法是通过共缩聚方法把偶氮苯结构引入到聚酰胺、尼龙等的主链中。
⑶大分子的构象对偶氮共聚物的光致变色性能有很大的影响，对在侧链上含有偶氮基团的高聚物特别明显。
如果共聚物在高pH值时，它卷曲成一团使分子的顺反异构减慢，光致色变的速度比小分子的偶氮模型化合物慢。
在低pH值时，大分子伸直使顺反异构的转变容易，发色和消色反应速度均比小分子模型化合物快。
如果将偶氮苯引入聚合物主链通常造成顺反异构的空间阻碍，其光致变色速率要比小分子模型化合物低些。
光致变色聚合物的研究及其在光学显示器上的应用
光致变色聚合物的研究及其在光学显示器上的应用在现代科技领域，光学显示器已经成为人们日常生活中不可或缺的重要组成部分。
而光致变色聚合物的研究则是光学显示器技术的重要支撑之一。
在本文中，我们将深入探讨光致变色聚合物的研究与其在光学显示器上的应用。
一、光致变色聚合物的研究光致变色聚合物是一种可以通过光的作用引起颜色变化的聚合物材料，具有独特的机械和光学性质。
常见的光致变色聚合物有烷基杯[5]芘（BCP）、杯形菁（TPA）、聚合物反转模拟显影（PIMA）等。
研究表明，光致变色聚合物的颜色变化是由于电子在聚合物分子中转移和激发过程中的光学变化引起的。
在合适的光波长下，电子可以被激发到高能级状态，导致化学键的断裂和重组，从而引起材料的颜色变化。
此外，光致变色聚合物还可以通过控制材料的分子结构，来调控其光学性质和颜色变化效果。
在光致变色聚合物的研究中，除了理论模拟和实验研究外，大量的工程应用也得到了广泛的重视。
例如，在红外线探测、分光仪、激光器等领域中，光致变色聚合物都有着广泛的应用价值。
二、光致变色聚合物在光学显示器上的应用光学显示器是一种利用光学原理将信号转换为图像的显示设备。
而光致变色聚合物的特殊性质使其成为一种优秀的光学显示器材料。
具体应用包括以下几个方面。
1. 电子墨水光致变色聚合物可以作为电子墨水的重要组成部分，将其应用于电子阅读器、平板电脑等电子设备中。
在这些应用场合中，光致变色聚合物可以通过光的作用来实现文字和图案的显示。
当电子设备切换到黑白模式时，光致变色聚合物会通过光的作用变为白色，而在彩色模式下则会变为不同的颜色，从而实现高清晰度的显示效果。
2. 液晶显示屏光致变色聚合物还可以应用于液晶显示器领域。
在液晶显示器中，通过将光致变色聚合物纳入液晶分子中，在电场作用下，液晶分子的排列方向可以改变，从而实现颜色和图像的变化。
此种方法不仅能够提高液晶显示器的显示效果，还可以降低电压的要求，减少能耗。
光致变色
光致变色材料的制备用途和国内外进展综述应用化学085班王建峰学号：0802010504摘要：近年来，将光致变色材料广泛用于光信息存储、光调控、光开关、光学器件材料、光信息基因材料、修饰基因芯片材料等领域受到全球范围内的广泛关注。
本文简单介绍了光致变色材料材料的制备，用途和国内外最新的进展，希望通过本文更一步了解光致变色材料的一些科研知识，为以后的研究实验做好参考。
关键词：光致变色、进展、制备方法、用途光致变色指的是某些化合物在一定的波长和强度的光作用下分子结构会发生变化，从而导致其对光的吸收峰值即颜色的相应改变，且这种改变一般是可逆的。
人类发现光致变色现象已有一百多年的历史。
第一个成功的商业应用始于20世纪60年代，美国的Corning工作室的两位材料学家Amistead和Stooky首先发现了含卤化银(AgX)玻璃的可逆光致变色性能[4]，随后人们对其机理和应用作了大量研究并开发出变色眼镜。
但由于其较高的成本及复杂的加工技术，不适于制作大面积光色玻璃，限制了其在建筑领域的商业应用。
此后AgX光致变色的应用重心转向了价格便宜且质量较轻的聚合物基材料，而各种新型光致变色材料的性能及其应用也开始了系统研究。
一、光致变色材料的分类二、1、有机光致变色化合物有机光致变色材料种类繁多，反应机理也不尽相同，主要包括:①键的异裂，如螺毗喃、螺唔嗓等；②键的均裂，如六苯基双咪哇等;③电子转移互变异构，如水杨醛缩苯胺类化合物等;④顺反异构，如周蔡靛兰类染料、偶氮化合物等;⑤氧化还原反应，如稠环芳香化合物、哗嗓类等;⑥周环化反应，如俘精酸配类、二芳基乙烯类等。
下面介绍几种主的有机类光致变色化合物。
光致变色材料(l)螺毗喃类：螺毗喃是有机光致变色材料中研究和应用最早、最广泛的体系之一，在紫外光照射下，无色螺毗喃结构中的C一O键断裂开环，分子局部发生旋转且与叫噪形成一个共平面的部花青结构而显色，吸收光谱相应红移。
在可见光或热的作用下，开环体又能回复到螺环结构。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
光致变色聚合物的制备
一、实验目标
1．理解光致变色的基本原理。
2．掌握光致变色聚合物的制备方法。
二、产品特性与用途
聚甲基十一碳酰基偶氮苯硅氧烷，一种光致变色聚合物，在光照下（特别是紫外光或可见光），偶氮键发生顺反式的改变，从而导致聚合物颜色的改变。
主要应用于光电子器件、记录存储介质和全息照相等高科技方面。
三、实验原理
光致变色高分子是在高分子侧链上引入可逆变色基团，由于光照时化学结构产生变化，使其对可见光吸收的波长也发生变化，因而产生颜色的变化。
在停止光照后，又恢复原来的颜色。
本实验中，4-氨基偶氮苯、十一烯-10-酰氯、聚甲基硅氧烷为反应性物料；甲苯为溶剂，甲醇为沉淀剂；环戊二烯二聚体铂铱复合物是硅氢化反应的催化剂。
反应生成的最终产物——聚甲基十一碳酰基偶氮苯硅氧烷，在光照下，偶氮键发生顺反式的改变，从而导致聚合物颜色的改变。
四、主要仪器与药品
1．主要仪器
电热恒温水浴锅，电动搅拌器，冰水浴，300mL三口烧瓶，布氏漏斗、抽滤瓶以及滤纸等。
2．主要药品
4-氨基偶氮苯，AR；十一烯-10-酰氯，AR；环戊二烯二聚体铂铱复合物，AR；聚甲基硅氧烷，AR；甲苯，AR；甲醇，AR。
五、实验内容与操作步骤
1．中间产物的合成
称量4-氨基偶氮苯20克，十一烯-10-酰氯30.4克，加入到三口烧瓶中。
在60℃下搅拌反应30min，反应生成中间产物4-十一烯-10-酰胺基偶氮苯。
2．重结晶
将生成的4-十一烯-10-酰胺基偶氮苯溶于热的甲苯中，制成饱和溶液，趁热过滤。
将滤液置于冰水浴中降温，这时有结晶析出。
用布氏漏斗过滤，得到4-十一烯-10-酰胺基偶氮苯晶体。
3．硅氢化反应
在烧瓶中加入100mL蒸馏水，取4-十一烯-10-酰胺基偶氮苯晶体20克，与10克聚甲基硅氧烷混合，加入到烧瓶中，并加适量的催化剂环戊二烯二聚体铂铱复合物，在50℃下搅拌反应1h，生成聚甲基十一碳酰基偶氮苯硅氧烷。
4．沉淀
将反应混合液冷却到室温，加100克甲醇，此时有沉淀聚甲基十一碳酰基偶氮苯硅氧烷生成。
5．干燥
将沉淀过滤、干燥，得光致变色聚合物——聚甲基十一碳酰基偶氮苯硅氧烷。
六、实验记录与数据处理
分别用可见光和紫外光照射本实验产品，观察并记录其颜色的变化。
七、安全与环保
本实验所用溶剂甲苯有毒，操作过程中保证实验室通风良好。
含有甲苯的废液统一回收处理。