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高分子感光变色粉材料简介
2021-01-22

高分子感光变色粉材料简介

这类高分子感光变色粉材料在光的作用下﹐化学结构发生某种可逆性变化,对可见光的吸收波长也发生变化,从外观上看发生颜色变化,可以用来制造各种护目镜、自动调节室内光线的窗玻璃、密写信息记录材料等。其光致变色过程同有机感光变色粉材料材料相同,分成两步:呈色,材料经一定波长的光照射后显色和变色的过程;消色,已变色的材料经加热或用另一波长的光照射,恢复原来的颜色。

感光变色粉.png

高分子感光变色粉材料种类很多,如偶氮苯类、三苯基甲烷类,聚甲亚胺类、双硫膝类﹑螺吡喃类,聚噻嗪休系等,其结构都含有苯环或芳杂环。制备这类材料一般有两种途径:一种是把小分子光致变色物质与聚合物共混,使共混后的聚合物具有光致变色功能;另一种是通过共聚或接枝反应以共价键将光致变色结构单元连接在聚合物的主链或侧链上,这种是真正意义上的高分子感光变色粉材料。

不同类型的高分子感光变色粉材料的变色机理是不同的,有键的异裂、键的均裂、顺反互变异构、价键互变异构、氧化还原反应、三线态-三线态吸收等。下面介绍几类高分子感光变色粉材料的变色现象。

1.含硫卡巴踪配合物的高分子感光变色粉材料

这种高分子感光变色粉材料在光照下,发生氢原子转移的互变异构,使结构发生变化,这种变化使得光化学反应前后物质对可见光不同光波的选择性吸收有所改变,从而使高分子感光变色粉材料发生变色现象。

2.含偶氮苯的高分子感光变色粉材料

这种高分子感光变色粉材料的光致变色是由于双键一N一N—的顺反异构化引起的。大分子的构象对这类聚合物的光致变色性能有很大影响。在侧链上含有偶氮基团,在高pH值时,由于大分子卷曲使分子的顺反异构减慢,光致变色速度比小分子的偶氮模型化合物慢;在低pH值时,大分子伸直,顺反异构的转变就容易了,成色和消色反应速度也就提高了。在主链中含有偶氮基团,由于顺反异构的空间阻碍较大,所以其光致变色速率要比小分子化合物小。

3.含螺吡喃结构的光致变色高分子

这类高分子感光变色粉材料的光致变色是螺苯并吡喃结构在紫外光的作用下碳氢键断裂﹐发生可逆开环异构化,吸收波长发生红移。开环后的螺吡喃结构在可见光照射下或者在热作用下重新环合,回复到原来的吸收光谱。这类高分子感光变色粉材料的光致变色性不仅取决于螺吡喃本身,也取决于螺吡喃与主链间的距离。

4.聚噻嗪体系

这类高分子感光变色粉材料的变色特性是由于噻嗪分子的氧化还原反应所致﹐与氧化剂共存时可在光的作用下实现光致变色。通常,这类高分子感光变色粉材料处于氧化态时是有色的,而在还原态时是无色的。

变色粉.png


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