[發明專利]一類稀土功能化高分子復合發光樹脂的制備方法

無效

• 申請號: 201110143224.4
• 申請日: 2011-05-31
• 公開（公告）號: CN102304195A
• 公開（公告）日: 2012-01-04
• 發明（設計）人: 閆冰;郭敏
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: C08F112/14
• 分類號: C08F112/14;C08F110/04;C08F8/42;C09K11/06
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 張磊

技術領域

本發明屬于稀土發光高分子復合材料制備技術領域，具體涉及一類稀土功能化高分子復合發光樹脂的制備方法。

背景技術

隨著科學技術的發展，單一性質的材料已不能滿足人們的需要，復合化、低維化、智能化是現代材料發展的趨勢和信息技術發展的迫切需要。通過兩種或多種材料的功能復合、性能互補和優化，可以制備出性能優異的雜化材料。所以兼具無機、有機兩類材料優點的有機-無機高分子樹脂雜化材料逐漸被人所重視。高分子材料的結構決定其性能，對結構的控制和改性，可獲得性能不同的材料，高分子獨特的結構和易改性，以及易加工等特點，使其具有其他材料無法比擬的優越性，不可取代性，從而廣泛應用在各個科學領域，例如國防建設，及國民日常經濟等，并已成為現代社會生活中衣食住行用各個方面不可缺少的材料。

稀土元素因具獨特的電子結構的而豐富的熒光特性，于是決定了稀土材料在電、磁等方面會表現出獨特的性質。但是由于稀土金屬離子的4f躍遷屬于禁阻躍遷，在紫外區其吸收系數小，激發能量的能力較弱，故而發光強度通常較低，于是通過研究各種稀土有機配合物發現：通過有機配體可以紫外可見區吸的激發和配體向稀土離子的有效能量傳遞可以激發稀土離子發出其特征熒光，且發光的單色性較好。但由于純稀土有機配合物的光穩定性和熱穩定性比較差，因此限制了它們在合成材料的應用。因此為了改變材料的穩定性，發現把稀土配合物引入到無機-聚合物基質中形成聚合物復合材料成可以很大程度上改善材料的穩定性，拓寬其應用范圍。稀土配合連入到無機或聚合物基質可以有兩種連接方式，一種是通過弱得分之間作用力，例如氫鍵及范德華力，但是這樣形成摻雜性材料有以下幾種缺點：①由于發光物質是吸附或包裹在基質中，受基質孔隙率和吸附表面特性的影響，光活性物質的吸附量或摻雜量通常較低，從而引起雜化材料發光的“稀釋”效應，與其相應的純的發光物質相比，發光強度相對降低；②兩相間存在明顯的界面，無機基質的高穩定性在此類雜化材料中沒有得以充分體現，雜化材料的光、熱穩定性不高；③發光活性物質在此類雜化材料中分散的均勻性較差，容易在材料的局部產生聚集體，從而造成材料的透明性較差和濃度淬滅效應；另一種方式就是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，這類材料對于發光中心離子的固定有很好的作用，而且組分可以在分子水平上均勻分布，因而可以有效地避免活性中心的團聚。所以把有機配體進行修飾后，通過共水解縮聚反應，形成共價鍵相連接的具有無機/聚合物網絡的雜化材料，逐漸成為關注的熱點。所得材料在在研究結果中表明，其熒光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。

本發明是將稀土配合物引入到高分子樹脂中形成復合材料，是利用高分子樹脂材料和另外不同組成、不同形狀、不同性質的物質復合而形成材料。高分子復合材料最大優點是集各種材料之長，如高強度、質輕、耐溫、極強的可塑性等性質，本發明所得到稀土雜化發光高分子樹脂復合材料具有許多潛在的應用價值，例如利用高分子材料的光化學反應，可以開發出在電子工業和印刷工業上得到廣泛使用的感光樹脂、光固化涂料及粘合劑;利用高分子材料的能量轉換特性，可制成光導電材料和光致變色材料并且有望促進液晶、信息存儲介質、非線性光學材料、磁性材料、光學二極管，對于基礎和應用研究均具有深遠的意義。

發明內容

本發明的目的在于提供一類稀土功能化高分子復合發光樹脂的制備方法。通過共價鍵與配位鍵的作用把氨基有機體與稀土配合物嫁接到高分子聚合物基質中形成稀土發光功能化高分子樹脂，實現在分子的水平有機連接體與聚合物基質的嫁接，從而得到了性能優異的稀土高分子樹脂雜化材料，其并對其熒光強度，光長壽命等性能進行了研究。

本發明提出的一類稀土功能化高分子復合發光樹脂的制備方法，具體步驟如下：

（1）高分子樹脂的制備：

將聚合物單體溶解于有機溶劑中，置于燒瓶中，加入引發劑過氧化苯甲酰,?加熱至65-75℃，并在該溫度下回流，在氮氣氣氛下回流反應12小時，冷卻，蒸干有機溶劑，洗滌、純化，得到高分子樹脂，聚合物單體與引發劑過氧化苯甲酰的質量比為125：1；

（2）有機連接體的制備：