[發明專利]一種發光稀土－聚乙二醇高分子復合材料的制備方法

無效

• 申請號: 200810036165.9
• 申請日: 2008-04-17
• 公開（公告）號: CN101255273A
• 公開（公告）日: 2008-09-03
• 發明（設計）人: 閆冰;喬曉菲
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: C08L71/08
• 分類號: C08L71/08;C09K11/00;C08K9/04;C08G65/338
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司
• 代理人: 張磊

技術領域

本發明屬于高分子復合材料技術領域，具體涉及一種發光稀土-聚乙二醇高分子復合材料的制備方法。

背景技術

當今社會進展的日新月異早已使得發掘出多種材料的功能復合、性能互補和優化、制備出性能優異的雜化材料迫在眉睫。因此有機-無機體系一經出現，立即引起科學家們的極大關注。世界各國都投入了大量人力，物力和財力對這種材料進行了深入細致的研究。通常說來，高分子復合材料有以下特點：無機物與聚合物可實現分子水平或納米尺寸復合，光學性質透明，可有望在同一透明基質中制備含多種功能組分的復合材料，可以成為多種光活性物種的骨架網絡；具有一定的機械穩定性，柔韌性，熱穩定性和光穩定性；容易加工成各種不同維數的形狀如薄膜、塊體和纖維等。由于這種新型的有機-無機雜化材料兼具有雙重材料的優點，因此該功能體系在固體染料激光器，平板顯示，信息傳輸，光電開關等高科技領域，均顯示了廣闊的應用前景，是國際材料科學和信息科學研究的全新領域。

稀土元素因其電子結構的特殊性而具有光、電、磁等特性，被譽為新材料的寶庫。稀土離子，特別是Eu³⁺和Tb³⁺，基于4f電子能級之間的躍遷，具有優良的發光特性，所以，人們對稀土有機配合物進行了大量的研究，合成了稀土與β-二酮類、芳香羧酸類及雜環類等配體的稀土有機配合物。通過有機配體的強烈吸收和有效的能量轉移，使得稀土配合物展現出強烈的發光，而且發光的單色性較好。但純稀土有機配合物的最大缺點是其光穩定性和熱穩定性不好，因此限制了它們的使用。為了拓寬了發光稀土配合物的應用范圍，把稀土配合物引入到基質中形成高分子復合材料成為研究者近年來努力關注的方向，國內外已經有了相關的文獻報道，并且部分結果已經實現商業應用，在生命熒光探針，平面液晶顯示，高效激光等領域有極大的潛在的應用價值。最近相關的研究基本集中在稀土配合物摻雜到無機或有機改性基質和原位合成稀土發光體等。但上述方法制備的雜化材料由于稀土配合物和無機基質之間以弱相互作用力連接，因此存在著稀土配合物分布不均勻容易團聚，摻雜濃度受到限制，兩相間存在相分離等問題。所以，尋求將稀土配合物通過共價鍵連接到基質骨架上可以彌補以上不足。研究表明對有機配體進行硅烷化修飾后通過共水解縮聚反應，得到無機組分和有機組分以Si-C鍵相連接的具有無機硅氧網絡的雜化材料，再進一步將其鑲嵌于具有高分子量的聚合物材料中，得到稀土發光稀土高分子復合材料，隨后的研究結果表明，其特征發射有了明顯的增強，熱穩定性有了很大的提高，微觀形貌也有了很大的改進。另外，結構簡單的有機聚合物已經成為當今研究的熱點，主要是因為其自身極高的延展性和透明性，以及在工業上的重要應用。尤其是聚乙二醇(PEG400)，有良好的高溫穩定性，水溶性，低揮發性，吸水性和低毒性。它在工業應用方面有以下幾種作用：摻入樹脂中的聚乙二醇(PEG)可以很大地改善樹脂性能；用聚乙二醇(PEG)代替甘油可以提高樹脂的韌度；在聚氨酯樹脂中加入聚乙二醇(PEG)可以提高其強度和彈性，同時使樹脂表面有明亮的光澤在樹脂涂料中；聚乙二醇(PEG)很容易溶解樹脂，因此可以很大程度上改善樹脂成膜性能；聚乙二醇(PEG)在塑料工業中也可以作為很好的輔助助劑，作為PVC皮帶中很好的抗靜電劑；聚乙二醇(PEG)在金屬加工中已經取得廣泛的應用，其良好的水溶性在空心鑄件中很有應用價值，是很好的潤滑劑；而其低揮發性使其可以用作低溫焊料的助溶劑、焊劑以及結合劑以及橡膠和聚氨酯制品脫膜劑、松動劑；在軟木和海綿中，由于聚乙二醇(PEG)的低揮發性和吸水性，其可以作為很好的增溶劑，同時，還可以保持水分。所有聚乙二醇(PEG)都是重要的化工原料中間體，特別是聚乙二醇(PEG)共聚物和聚乙二醇(PEG)酯的生產。因此從以上多個角度考慮，在發光稀土雜化材料中通過配位鍵和共價鍵嵌入聚乙二醇(PEG)合成高分子聚合物復合材料對無論是對理論研究還是實際的工業應用都有著非常重要的作用。

發明內容

本發明的目的在于提供一種發光稀土-聚乙二醇高分子復合材料的制備方法。

本發明提供的一種發光稀土-聚乙二醇高分子復合材料的制備方法，具體步驟如下：

(1)有機橋分子的制備：

將芳香族有機分子溶解于有機溶劑中，置于燒瓶中，加熱至60-85℃，并在該溫度下回流，回流過程中將溶有有機硅偶聯劑的有機溶劑滴入燒瓶中，整個溶液在氮氣氣氛下繼續回流反應12-17小時，冷卻，蒸干有機溶劑，洗滌、純化，得到嫁接有有機官能基團的有機橋分子，芳香族有機小分子與有機硅偶聯劑摩爾比為1∶1；

(2)高分子聚合物橋分子的制備：