光致變色高分子材料

關于光致變色高分子材料第一頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期日提綱一.概述二.相關機理三.分類介紹四.科研設想第二頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期日一、概述

本節(jié)內(nèi)容光致變色高分子的定義光致變色高分子的分類光致變色高分子的研究進展光致變色高分子的應用前景第三頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期日1.光致變色高分子材料的定義在光的作用下能可逆地發(fā)生顏色變化的高分子材料稱為光致變色高分子材料。這類材料在光照射下，化學結構會發(fā)生某種可逆性變化，因而對光的吸收光譜也會發(fā)生某種改變，從外觀上看是相應地產(chǎn)生顏色變化。第四頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期日2.光致變色高分子材料的分類

a.根據(jù)變色機理（后面詳述）不同，分T類和P類。

b.根據(jù)發(fā)色基團不同的分類，將在后續(xù)相關機理部分詳細敘述。

第五頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期日3.光致變色高分子材料研究進展引入側鏈功能性染料引入主鏈與高分子共混光致變色高分子材料其他功能高分子多功能高分子材料第六頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期日功能高分子材料發(fā)展水平評價結果名稱評價值所處階段分離膜52.0發(fā)展——活躍期導電性能材料46.2發(fā)展期磁性材料38.9初創(chuàng)——發(fā)展期溶致液晶材料37.3發(fā)展——活躍期光色互變材料35.5發(fā)展期電敏材料35.2發(fā)展期第七頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期日4.光致變色高分子材料應用前景

護目鏡，太陽鏡。能自動調(diào)節(jié)室內(nèi)光線的窗玻璃，建筑物裝飾玻璃，光閘和偽裝材料。在軍事上可作為密寫信息材料，偽裝隱蔽色，動態(tài)圖象顯示等。Fig.光致變色與光子器件.caj第八頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期日二.相關機理本節(jié)內(nèi)容光致變色基本原理光致變色存儲信息基本原理

3.

可逆光調(diào)節(jié)基本原理第九頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期日1.光致變色基本原理光致變色包括光物理和光化學過程變色。

對于光物理過程變色，有機物質(zhì)吸收光而激發(fā)生成分子激發(fā)態(tài)，主要是形成激發(fā)三線態(tài)，處于激發(fā)三線態(tài)的物質(zhì)進行三線態(tài)——三線態(tài)躍遷，此時伴隨有特征的吸收光譜變化而導致光致變色。第十頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期日對于光化學變色，其機理歸納在下表中順反異構反應吸收波長紅移氧化還原反應氧化態(tài)和還原態(tài)顏色不同離解反應環(huán)化反應吸收波長紅移氫轉(zhuǎn)移互變異構化反應第十一頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期日2.光致變色存儲信息基本原理狀態(tài)1狀態(tài)2被照射部分逆轉(zhuǎn)為狀態(tài)1，

“0”未被照射部分仍處于狀態(tài)2，“1”λ1λ2第十二頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期日3.可逆光調(diào)節(jié)作用的基本原理可逆光調(diào)節(jié)作用的實質(zhì)性原理仍然是基于光致異構化的結果。通過光的作用使高分子發(fā)生異構變化，進而使其某一活性在“on”和“off”狀態(tài)交替變化。

光力學現(xiàn)象也是一種光調(diào)節(jié)作用，在光色變化的同時，高分子還含有3~4%的尺寸變化，光照停止后會慢慢回復。光力學現(xiàn)象可將光能轉(zhuǎn)化為機械能。第十三頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期日三.分類介紹本節(jié)內(nèi)容（分類介紹下列光致變色高分子）含亞甲胺結構類型含硫卡巴腙結構類型偶氮苯型聚聯(lián)吡啶型含茚二酮結構型含噻嗪結構型含螺結構型物理摻雜型第十四頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期日1.含亞甲胺結構類型在光照射下亞甲胺基鄰位羥基上的氫發(fā)生分子內(nèi)遷移，使順式烯醇轉(zhuǎn)化為反式酮，從而導致吸收光譜的變化。

第十五頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期日2.含硫卡巴腙結構類型目前主要集中為對苯基汞二硫腙絡合物與苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯和丙烯酰胺等共聚。第十六頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期日3.偶氮苯型

光致變色由偶氮苯的順反異構引起。a.含乙烯的偶氮化合物與其它烯類單體共聚。b.高分子與重氮（或偶氮）化合物反應。c.偶氮二苯甲酸與其它的二元胺和二元羧酸共聚。d.把偶氮苯結構引入到聚肽的側鏈中。第十七頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期日4.聚聯(lián)吡啶型在光照射下通過氧化—還原反應而變色。第十八頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期日5.含茚二酮結構型

2-取代-1，3-茚二酮在光照下幾乎100%的異構化為亞烷基苯并呋喃酮。2-取代-1，3-茚二酮亞烷基苯并呋喃酮右圖的化合物與聚乙酸乙酯反應，經(jīng)酯交換作用制得（含茚二酮單元）的光致變色高分子。2-取代-1，3-茚二酮的異構化行為帶羧基的茚二酮衍生物第十九頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期日6.含噻嗪結構型變色是氧化-還原反應的結果，其氧化態(tài)是有色的，還原態(tài)是無色的。通過N-羥甲基丙烯酰胺與丙烯酰胺的共聚物同相應的噻嗪衍生物進行反應。第二十頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期日7.含螺結構型在紫外光作用下，（1）分子中的萼嗪環(huán)的C-O鍵斷裂，轉(zhuǎn)變成結構（II），使整個分子接近共平面狀態(tài)，共軛體系延長，吸收光譜向長波方向移動，變?yōu)橛猩?。先合成含不飽和雙鍵的苯并吡喃衍生物，然后使之與其它通用的單體如甲基丙烯酸甲酯共聚。第二十一頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期日8.物理摻雜型把光致變色化合物通過共混的方法摻雜到作為基材的高分子化合物中?；衔锟赡苁怯袡C物，也可能是無機物。如螺旋吡喃、二芳基烯的衍生物，SO、方鈉石等。第二十二頁，共二十五頁，編輯于2023年，星期日四.總體思路現(xiàn)有工藝合成新產(chǎn)物現(xiàn)