[發(fā)明專利]一種熱致變色傳感材料的制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910078895.X
• 申請日: 2009-03-05
• 公開（公告）號: CN101824316A
• 公開（公告）日: 2010-09-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉濤;張仁哲;韓建華;李少華;江龍
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院化學(xué)研究所
• 主分類號: C09K9/02
• 分類號: C09K9/02;C08F138/00;C08L83/04
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 李柏

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于有機(jī)功能材料制備領(lǐng)域，更具體地說涉及熱致變色傳感材料的制備方法。?

背景技術(shù)

熱致變色材料是指溫度變化時會發(fā)生顏色變化的化合物、混合物或以它們?yōu)樽兩甘緞┳龀傻臒嶂伦兩a(chǎn)品。國內(nèi)外已有大量研究成果和產(chǎn)品，已廣泛應(yīng)用于工業(yè)上感示溫度、測試及報警元件；醫(yī)療中作檢測和控制溫度之用；出版印刷中用作變色油墨和制作防偽標(biāo)志；日常生活中可用于室內(nèi)裝飾、紡織服裝、日常用品、兒童用品及玩具等。?

聯(lián)乙炔類化合物單體的顏色一般為白色，在紫外光照射下聯(lián)乙炔可發(fā)生聚合反應(yīng)，生成藍(lán)色的聚聯(lián)乙炔。當(dāng)聚聯(lián)乙炔受到外部的刺激，如熱、pH變化、溶劑的更換等，聚聯(lián)乙炔的骨架會產(chǎn)生擾動，共軛鏈的有效長度發(fā)生變化，導(dǎo)致其吸收光譜發(fā)生變化，此時顏色會從藍(lán)色變?yōu)榧t色。自1993年Charych等利用聚聯(lián)乙炔的變色性質(zhì)將其用為傳感材料以來，聚聯(lián)乙炔這種獨(dú)特的傳感材料已經(jīng)得到了很多方面的應(yīng)用[Charych?Deborah等，Science，1993年，261卷，585-587頁]。?

通常狀況下聚聯(lián)乙炔的顏色變化是不可逆的，即當(dāng)聚聯(lián)乙炔受到外界刺激時其顏色由藍(lán)色變?yōu)榧t色，而當(dāng)外界環(huán)境恢復(fù)后聚聯(lián)乙炔不能夠由紅色恢復(fù)到藍(lán)色。文獻(xiàn)報道，Jonas?U.等將聯(lián)乙炔分子修飾上肼基增強(qiáng)了分子間的氫鍵作用，經(jīng)紫外光照將聯(lián)乙炔分子聚合。在溶液中加入堿的刺激下，聚聯(lián)乙炔由藍(lán)色變?yōu)榧t色，當(dāng)加入酸中和溶液中的堿后，在氫鍵的作用下聚聯(lián)乙炔的共軛骨架恢復(fù)到原來的構(gòu)象，顏色由紅色變?yōu)樗{(lán)色[Jonas?U.等，Journal?ofAmerican?Chemical?Society，1999年，19卷，4580-4588頁]。Satoshi?Dei等將聯(lián)乙炔分子修飾上苯環(huán)增強(qiáng)了分子間的π-π相互作用，然后紫外光照將聯(lián)乙炔分子聚合，在溫度升高時聚聯(lián)乙炔由藍(lán)色變?yōu)榧t色，當(dāng)溫度降低時聚聯(lián)乙炔顏色由紅色變?yōu)樗{(lán)色[Satoshi?Dei等，Macromolecules，2008年，41卷，?2467-2473頁]。?

由上述技術(shù)方案可知，現(xiàn)有技術(shù)制備的聯(lián)乙炔類的可逆顏色變化材料都是經(jīng)過復(fù)雜的分子修飾，操作復(fù)雜，而且聯(lián)乙炔類的可逆顏色變化材料大多是液態(tài)，攜帶不方便，不利于檢測。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種成本低廉、簡單易行，形狀可控，對溫度產(chǎn)生變色響應(yīng)的一種熱致變色傳感材料的制備方法。?

本發(fā)明提供的熱致變色傳感材料的制備方法不僅可以制備出固態(tài)傳感材料、液態(tài)傳感材料，而且可以制備熱致可逆變色的傳感材料，其顏色變化是肉眼可觀察到的，并且用比色測量法可檢測到。?

本發(fā)明的熱致變色傳感材料包括固態(tài)傳感材料和液態(tài)傳感材料。?

本發(fā)明的熱致變色傳感材料的制備方法是：將聯(lián)乙炔類化合物用有機(jī)溶劑溶解，得到聯(lián)乙炔類化合物溶液；然后將聚二甲基硅氧烷、固化劑和聯(lián)乙炔類化合物溶液混合均勻得到混合物溶液，其中在混合物溶液中聯(lián)乙炔類化合物的含量為0.05wt％～0.2wt％，余量為聚二甲基硅氧烷與固化劑，聚二甲基硅氧烷與固化劑的質(zhì)量比為15∶1～5∶1；然后減壓除去混合物溶液中的有機(jī)溶劑后，將混合物在20～80℃下進(jìn)行固化，在254nm的紫外燈下對固化物光照5～300秒鐘，使聯(lián)乙炔類化合物發(fā)生聚合生成聚聯(lián)乙炔，得到藍(lán)色的熱致變色固態(tài)傳感材料；或?

將聯(lián)乙炔類化合物用有機(jī)溶劑溶解，得到聯(lián)乙炔類化合物溶液；然后將聚二甲基硅氧烷與聯(lián)乙炔類化合物溶液混合均勻得到混合物溶液，其中在混合物溶液中聯(lián)乙炔類化合物的含量為0.05wt％～0.2wt％，余量為聚二甲基硅氧烷；然后減壓除去混合物溶液中的有機(jī)溶劑后，將除去有機(jī)溶劑后的混合物在254nm的紫外燈下光照5～300秒鐘，使聯(lián)乙炔類化合物發(fā)生聚合生成聚聯(lián)乙炔，得到藍(lán)色的液態(tài)熱致變色傳感材料。?

本發(fā)明中使用不同的固化溫度是用來調(diào)節(jié)得到熱致變色固態(tài)傳感材料的固化速度。本發(fā)明中使用不同量的固化劑是用來調(diào)節(jié)得到熱致變色固體傳感材料的固化速度及材料力學(xué)強(qiáng)度。?

所述的聚二甲基硅氧烷優(yōu)選是道康寧(上海)管理有限公司的Sylgard?184Silicone?elastomer?kit。?

所述的固化劑優(yōu)選是道康寧(上海)管理有限公司的Sylgard?184?Siliconeelastomer?curing?agent。?

本發(fā)明中使用不同的聯(lián)乙炔類化合物是用來得到不同變色性質(zhì)的熱致變色傳感材料。用于溶解聯(lián)乙炔類化合物的有機(jī)溶劑是氯仿，配制成聯(lián)乙炔類化合物溶液。?