[發明專利]一種熱刺激熒光/可見光顏色雙響應膠囊及其合成方法

有效

• 申請號: 202011515869.1
• 申請日: 2020-12-21
• 公開（公告）號: CN112662394B
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 陳坤林;張婉
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: C09K11/06
• 分類號: C09K11/06;C09K11/02;D06M23/12;D06M13/144;D06M13/188;D06M13/368;D06M101/06
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 林娟

本發明公開了一種熱刺激熒光/可見光顏色雙響應膠囊及其合成方法，屬于化學合成技術領域。本發明通過特定分子結構設計，使得4?二甲氨基水楊醛與丙二酸二甲酯發生接枝反應，制備出具有多個不飽和官能團的發色分子，將其與相變材料混合實現溶劑相態調控的光學雙響應可逆輸出，相對于常規的三組分有機熱響應材料，本產品只需要兩組分，即發色體分子和相變溶劑，因此其制備過程更簡化，性能穩定性也更強。通過微膠囊包覆后，材料免受不良環境的影響，性能得以穩定保持，從而實現長期穩定的使用。

技術領域

本發明涉及一種熱刺激熒光/可見光顏色雙響應膠囊及其合成方法，屬于化學合成技術領域。

背景技術

熱響應材料的物理性質隨著外界溫度的變化而發生變化。其中，光學熱響應材料，如熱致變色材料和熱熒光材料，可廣泛應用于傳感、溫度指示、節能、服裝、偽裝及健康監測等領域。熱響應變色材料根據其性能，主要分為無機、有機、液晶和光子晶體四大類。其中，有機熱致變色類因其顏色多樣、成本低、消光系數高等優點而受到廣泛的關注。然而，當前所報道的熱響應變色材料大多數只有單功能(熱響應變色或熱響應熒光變色)，這往往難以滿足實際生產中復雜環境及特殊用途的需求，如多重防偽、加密等，盡管少部分材料具有熱刺激可見光顏色/熒光雙響應的功能，但是這類材料的熱熒光變化基本集中在強度的改變上，肉眼難以通過熒光的變化判斷溫度的變化，不適用于常規實際生產生活。

因此，開發可見光區和紫外光區熱響應顏色變化的材料在當下仍然存在挑戰，尤其是這些具有高對比度且性能穩定的可逆光學響應雙輸出材料。

發明內容

為了實現上述目的，本發明通過分子設計制備得到具有特殊結構的分子化合物，將其與相變材料包覆在膠囊中，制備得到性質穩定的熱刺激光學雙響應材料。

本發明首先提供了一種熱刺激熒光/可見光顏色雙響應膠囊的合成方法，所述方法包括以下步驟：

(1)將4-二甲氨基水楊醛溶于乙醇中，之后加入丙二酸二甲酯和催化劑哌啶，攪拌均勻后，在回流狀態下，將混合物于50-95℃下持續攪拌1-8h；反應結束后用水進行稀釋，后用乙酸乙酯萃取2-6次，得到粗產物，分離提純、干燥后得到發色體分子；

(2)將1重量份步驟(1)制備得到的發色體分子與50～300重量份相變溶劑混合并加熱至60～90℃反應0.5～3h，待反應冷卻后獲得固體；

(3)將1重量份步驟(2)中獲得的固體和1-5重量份高分子殼材溶解于10-30重量份二氯甲烷中，隨后加入0.005-0.08重量份乳化劑和100-300重量份水，18-27℃下，以15000～28000rpm的速度均質10-60分鐘后于18-27℃磁力攪拌12-36h，之后反復離心并用乙醇洗滌多次，將沉淀物干燥即得所述熱刺激熒光/可見光顏色雙響應膠囊。

在本發明的一種實施方式中，步驟(1)中，4-二甲氨基水楊醛和丙二酸二甲酯的摩爾比為1:0.5-3。

在本發明的一種實施方式中，步驟(1)中，4-二甲氨基水楊醛和乙醇以及哌啶的摩爾體積比為1mmol：0.5-3mL：0.05-1mL。

在本發明的一種實施方式中，步驟(1)中，所述分離提純優選通過層析色譜法進行分離提純。

在本發明的一種實施方式中，步驟(2)中，所述相變溶劑包括十四醇、十六醇、十八醇、十四烷酸中的任一種或幾種。

在本發明的一種實施方式中，步驟(2)中，反應在攪拌下進行，攪拌速度為100～1500rpm。

在本發明的一種實施方式中，步驟(3)中，所述高分子殼材包括聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚砜、聚甲基丙烯酸縮水甘油酯中的任一種或幾種。

在本發明的一種實施方式中，步驟(3)中，所述乳化劑包括十二烷基硫酸鈉、N-十二烷基二甲胺、聚氧乙烯醚、大豆磷脂、失水山梨醇單油酸酯中的一種或幾種。