[发明专利]应力及发光增强的力诱导发光复合物薄膜及制备方法

说明书

本发明公开了一种应力及发光增强的力诱导发光复合物薄膜及制备方法，制备方法为：将N,N’‑二甲基甲酰胺加入到共轭微孔聚合物TPE‑CMP或共轭微孔聚合物TPA‑CMP中，使用球磨机，球磨，加四氢呋喃稀释，超声，得到分散液；取线性聚丙烯酸甲酯，加入分散液，加热搅拌；放入模具中，加入双金刚烷取代的1,2‑二氧环丁烷，偶氮二异丁腈和丙烯酸甲酯，搅拌均匀，隋性气体保护，反应，室温真空干燥，得到应力及发光增强的力诱导发光复合物薄膜。本发明的应力及发光增强的力诱导发光复合物薄膜，力学强度高，并带有荧光的共轭微孔聚合物作为能量转移受体有效的提高了复合物薄膜断裂过程中的发光强度并改变发光颜色。

技术领域

本发明属于功能聚合物复合材料领域，具体地涉及一种应力及发光增强的力诱导发光复合物及制备方法。

背景技术

相比传统均质聚合物材料，填充性聚合物复合材料可以结合聚合物基底本身和填充组分两者的优点，得到性能更好的功能材料。常用的聚合物弹性体的填充颗粒包括：二氧化硅、炭黑、蒙脱土等，填充颗粒的均匀分散可以有效增强聚合物力学性能，得到的材料具有优异的比强度和比模量。近年来，通过“自上而下”方法，制备有机多孔材料分散纳米片或纳米颗粒，可以有效地复合在聚合物弹性体中。相比无机填充颗粒分散后的共轭多孔材料具有表面结合力强、易化学改性和功能化等优点，对聚合物有较好力学增强增韧的效果，并且可以赋予聚合物新的功能。

机械力响应聚合物，在机械力的作用下发生共价键的选择性断裂，释放出可视化信号，可以从微观分子水平研究宏观材料性能，把化学与力学领域相衔接，建立了实时灵敏的探测高分子材料损伤的新方法。力诱导化学发光是一种无需外源刺激、高灵敏地检测键断裂的方法，因此，发展可拉伸的力诱导聚合物作为应力传感器，可以有效地探测聚合物材料损坏情况。目前，力诱导化学发光聚合物主要是基于双金刚烷取代的1,2-二氧环丁烷力响应基团合成的。基于双金刚烷取代的1,2-二氧环丁烷的力诱导发光聚合物在机械力作用下，含过氧键的四元环发生断裂产生420nm左右的蓝色化学发光。但是，双金刚烷取代的1,2-二氧环丁烷断裂发光强度较低，并且肉眼和仪器对蓝光检测灵敏度不高等问题仍有待解决。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种应力及发光增强的力诱导发光复合物薄膜。

本发明的第二个目的是提供一种应力及发光增强的力诱导发光复合物薄膜的制备方法。

本发明的技术方案概述如下：

应力及发光增强的力诱导发光复合物薄膜的制备方法，包括如下步骤：

(1)按比例，将2-3mL N,N’-二甲基甲酰胺加入到120mg共轭微孔聚合物TPE-CMP或共轭微孔聚合物TPA-CMP中，使用球磨机，在速度为200-400rpm，正反交替模式球磨，每工作25-40min停止3-5min，总工作时间为20-24h；用四氢呋喃稀释至25-40mL，在超声频率为20kHz，振幅为25％-30％的条件下，超声30-60min，得到共轭微孔聚合物TPE-CMP分散液或共轭微孔聚合物TPA-CMP分散液；

(2)取200mg线性聚丙烯酸甲酯，加入步骤(1)获得的共轭微孔聚合物TPE-CMP分散液或共轭微孔聚合物TPA-CMP分散液，50-56℃加热搅拌6-12h，所述线性聚丙烯酸甲酯与共轭微孔聚合物TPE-CMP或共轭微孔聚合物TPA-CMP的质量比为100：1-3；

(3)将步骤(2)获得的产物全部放入模具中，加入8-12mg双金刚烷取代的1,2-二氧环丁烷，16-20mg偶氮二异丁腈和1.5-2.0mL丙烯酸甲酯，搅拌均匀，在隋性气体保护的条件下，在50-56℃反应8-12h，得到质地均匀的聚合物薄膜，室温真空干燥1-2天，得到应力及发光增强的力诱导发光复合物薄膜。

上述方法制备的应力及发光增强的力诱导发光复合物薄膜。

本发明的优点：