[发明专利]一种聚吡咯甲烷荧光材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于聚合物荧光材料的制备领域，具体涉及一种可发蓝光的聚吡咯甲烷荧光材料及其制备方法。

背景技术

自从1990年Burroughes等（Burroughes J H, Bradley D D, Brown A R, Marks R N, Mackay K, Friend R H, Burns P L, Holmes A B. Nature, 1990, 347 (6293): 539-541）首次发现聚对苯乙炔具有良好的发光性能以来，有机聚合物发光材料的研究迅速发展。同无机发光材料相比，有机聚合物发光材料工作过程不易析出晶体，具有良好的机械加工性、成膜性以及热稳定性，并且能够通过化学修饰的方式改变材料的电子结构、发光颜色等一系列优点。目前，研究的比较成熟的是红色和绿色荧光材料，而对蓝色荧光材料研究的相对较少。蓝色荧光聚合物主要有含聚苯乙烯单体、吡啶、芴、芘及其他杂环基团的聚合物。其中，非完全共轭聚合物材料是一类研究的比较多的蓝色荧光材料。

超声波是一种特殊的能量和波动形式，一般指频率为2×10⁴~10⁷ Hz的一系列疏密相间的机械振动波。由于超声波能产生局部高能环境，并具有高速搅拌的作用，不仅可以改善反应条件，加快反应速度，提高反应产率，还可以使在传统条件下不能进行或难以进行的反应得以实现，因此超声辐射法已经成为一种新型的聚合手段，用于制备结构和性能优异的高分子聚合物。徐继红（徐继红，徐国财，王贞平。化工新型材料，2006,34(3)：27-42）等利用超声辐射特殊的空化、乳化效应，实现了在不加引发剂的情况下使丙烯酸丁酯无皂乳液聚合，说明超声辐射可以引发单体的乳液聚合，得到粒径小、尺寸均匀的聚合物粒子。谭德新（谭德新，王艳丽，徐国财，魏广超。安徽理工大学学报(自然科学版)，2008,28(4)：65-68）等在不加引发剂和没有氮气保护的情况下，采用超声辐射法成功制备出二元共聚高吸水性树脂，且该树脂在DSC-TGA测试中表现出良好的热稳定性。Barros（Barros R A, Azevedo W M. Synthetic Metals, 2008, 158(21-24): 922-926）等发现，通过超声法可制备粒径为40nm、高度网络化纳米结构的聚苯胺/银新型复合材料。Mallakpour（Mallakpour S, Nikkhoo E. Progress in Organic Coating, 2013, 76(1): 231-237）等将超声波技术应用在制备聚(酰胺-酰亚胺)/TiO₂纳米复合材料中，研究发现，改性后的TiO₂纳米粒子在聚合物基质中均匀分散，显著提高了聚合物的热性能，且该复合材料在250-800 nm范围内具有明显吸收峰，是该波长范围内良好的紫外辐射阻隔材料。

聚吡咯甲烷是制备窄带隙聚吡咯甲烯的前驱物，经初步研究发现聚吡咯甲烷具有蓝色荧光发光性能，有望作为一种新型的蓝色发光材料得到应用。但是未取代的聚吡咯甲烷溶解性较差，当分子主链上引入辛酰基和对烷氧基苯基等柔性长链取代基，可以显著提高聚吡咯甲烷的溶解性，对促进可发蓝光的聚吡咯甲烷荧光材料的应用具有重要的实际意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种聚吡咯甲烷荧光材料及其制备方法，即利用超声辐射法制备可发蓝光的聚吡咯甲烷荧光材料，该荧光材料不仅能够溶解在1,4-二氧六环、四氢呋喃、二甲苯等低极性溶剂中，而且热稳定性高、制备工艺简单，在荧光标识、苯醌类污染物检测等方面应用前景广阔。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种聚吡咯甲烷荧光材料，是以                                               为共轭链段，以为非共轭链段构成的主链型非完全共轭聚合物；该荧光材料发蓝色荧光。

所述聚吡咯甲烷荧光材料的制备方法，是以对烷氧基苯甲醛和3-辛酰基吡咯作为反应单体，以浓盐酸作为催化剂，在超声辐射作用下制备出土黄色的聚[(3-辛酰基吡咯)-2,5-二(对烷氧基苯甲烷)]，即为所述聚吡咯甲烷荧光材料。

具体包括以下步骤：

1）在氮气保护下，将0.01~0.05mol对烷氧基苯甲醛溶于100mL二氯甲烷中，然后滴加浓盐酸使反应体系的酸度为0.5~2mol/L；

2）将与烷氧基苯甲醛等摩尔的3-辛酰基吡咯溶于100mL二氯甲烷中，再将此溶液缓慢滴加到步骤1）的溶液中；