[發明專利]一種環境友好的應變響應型熒光超分子材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201810801686.2
• 申請日: 2018-07-20
• 公開（公告）號: CN108998006B
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發明（設計）人: 楊文;李冉;趙祥正;關皓琿;郝文濤
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: C09K11/06
• 分類號: C09K11/06
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 喬恒婷

本發明公開了一種環境友好的應變響應型熒光超分子材料及其制備方法，是由聚合物酸和有機胺按照一定比例在溶劑中混合，然后揮發溶劑而得到的。本發明應變響應型熒光超分子材料對拉伸應變有優異的熒光響應性。這種材料的制備過程簡單，且具有應變響應性質和環境友好性質，使其在檢測器和傳感器和仿皮膚材料方面具有廣闊的應用前景。

技術領域

本發明屬于力學響應熒光技術領域，具體涉及一種環境友好的應變響應型熒光超分子材料及其制備方法。

背景技術

力學響應熒光材料能夠在應力、應變、或超聲振蕩等刺激下做出響應，使熒光發射強度或發射波長發生改變，在近年來受到越來越多的關注，并廣泛應用于檢測器、傳感器和仿皮膚材料之中。

近年來已經報道的力學響應熒光材料主要有三種類型：有機小分子，聚合物和超分子材料。對于小分子力學熒光材料而言，大多數通過改變其聚集態結構來實現熒光開閉或發射波長變化。Bu等將四苯乙烯用四個吡啶基團功能化，所得化合物在研磨、壓縮作用下，分子排列方式由H堆積轉向J堆積，從而使得材料的熒光發射波長從540nm變化到660nm(ACS Appl.Mater.Interfaces 2018,10,5819-5827)。然而，小分子熒光材料不具備粘彈性，這使其不能對大應變做出熒光響應。由于分子量大，分子鏈間存在纏結或交聯，聚合物應變響應熒光材料具有粘彈性，能夠對大的拉伸應變產生響應，在應變或應力傳感器方面具有廣闊的應用前景。Braun等利用螺吡喃開環前后會發生熒光發生開閉的現象，將其嵌入到聚氨酯中。這種聚合物在拉伸過程中，會發射波長為575nm的熒光(J.Am.Chem.Soc.2010,132,16107–16111)。但是，這類應變響應聚合物是以含有稠環芳烴的熒光團與聚合物共價結合形成，具有一定的毒害性，因此不含有稠環芳烴的力學熒光響應材料引起了人們的注意。專利CN106996840A公開了一種力響應熒光傳感器。這種傳感器是以脂肪族超支化聚酰胺胺為主構成的，其熒光強度會隨拉伸應變的增大而增強。然而，這種力學響應傳感器所用到的超支化聚酰胺胺需要采取特別的合成技巧才能得到。超分子應變響應熒光材料可以通過簡單的物理混合方式得到，比如最近的一篇報道中指出，聚N,N-二甲基丙烯酰胺與過渡金屬離子Eu³⁺構成的超分子水凝膠具有應變熒光響應性質(Adv.Mater.2018,30,1706526)。但是，這種超分子應變響應熒光材料中含有過渡金屬離子，不屬于環境友好材料。

綜上所述，現有報道中并無一種能夠通過簡單的物理混合方式得到的環境友好的應變響應熒光超分子材料。

發明內容

本發明旨在提供一種環境友好的應變響應型熒光超分子材料及其制備方法。

本發明環境友好的應變響應型熒光超分子材料，是由聚合物酸和有機胺按照一定比例經物理混合得到的，具有應變響應性質，且具有環境友好性。

所述聚合物酸為海藻酸、肝素、聚谷氨酸、聚天冬氨酸、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚馬來酸中的一種或幾種，其分子量為1000～1000000g/mol。

所述有機胺為小分子多元叔胺，具體選自三乙胺、三乙醇胺、三正丙胺、N-甲基二乙醇胺、N,N-二甲基丙醇胺、N,N-二甲基乙胺、N,N-二乙基羥胺、N,N-二甲基環已胺、三(羧甲基)胺中的一種或幾種的組合。

所述聚合物酸和有機胺的質量比為10:1～1:1。

本發明環境友好的應變響應型熒光超分子材料的制備方法，是由聚合物酸和有機胺按照配比量在溶劑中充分混合，然后揮發溶劑而得到的。

所述溶劑選自去離子水、甲醇、乙醇、異丙醇、二甲基亞砜、N,N’-二甲基甲酰胺中的一種或幾種的混合。

聚合物酸和有機胺的混合溫度控制在0～50℃，混合時間為10～120min。

溶劑揮發條件為：真空度-0.01～-0.1MPa，溫度25～105℃，時間1～120小時。