[发明专利]一种机械力诱导铕配位红光聚合物薄膜及制备方法

说明书

本发明公开了一种机械力诱导铕配位红光聚合物薄膜及制备方法，制备：(1)将铕的配合物,丙烯酸甲酯，偶氮二异丁腈溶于N,N‑二甲基甲酰胺中，氩气下，加热搅拌，倒入甲醇中沉降，得到线性含铕配合物的聚丙烯酸甲酯；(2)将线性含铕配合物的聚丙烯酸甲酯,丙烯酸甲酯，双金刚烷取代的1,2‑二氧环丁烷，偶氮二异丁腈溶于四氢呋喃中，搅拌均匀，倒入四氟模具中，氩气下，反应，得到聚合物薄膜，干燥，得到机械力诱导铕配位红光聚合物薄膜。本发明的聚合物薄膜具有交联结构，铕的配合物作为能量转移受体，有效的提高了聚合物薄膜断裂过程中的发光强度并改变发光颜色，随着受体含量的增加发光强度增加，从而提高高分子材料损伤探测的灵敏性。

技术领域

本发明涉及机械力化学领域，具体涉及一种机械力诱导铕配位红光聚合物薄膜及制备方法。

背景技术

铕的配合物是一种具有优异光物理性质的红色荧光材料。其具有发光寿命长，Stokes位移大，荧光量子产率高和半峰宽窄等优点，被广泛应用于发光探针，生物传感，光学器件等领域。将铕的配合物共价接入聚合物链，得到的聚合物铕配合物兼具铕离子独特发光和聚合物优异的成膜性、加工性能等，还可以有效避免聚合物和铕的配合物的相分离以及铕离子的浓度淬灭现象。

近年来，机械力诱导发光聚合物是高分子力化学领域研究热点之一。这类响应性聚合物可以将机械力转换成灵敏的可视化光学信号，把微观化学键变化与宏观材料性能表征连接起来，其作为高灵敏应力探针在高分子材料损伤探测与失效机理研究等领域具有潜在的应用前景。

以双金刚烷取代的1,2-二氧环丁烷作为力响应基团的机械力诱导化学发光聚合物在机械力的作用下，过氧键断裂并发出蓝色的光。该力响应基团具有不需外源刺激、无背景干扰，在时间和空间上更加灵敏检测共价键断裂等优点。但是其发光波长在420nm左右，且发光效率低，不易被人眼和仪器识别检测。通过物理掺杂能量转移受体可以调节发光波长，增强发光效率，但是易于出现相分离现象，影响复合薄膜的机械性能。此外，该力响应基团的发射光谱和受体分子的紫外吸收光谱不匹配，高效红光发射材料不易获得。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种机械力诱导铕配位红光聚合物薄膜。

本发明的第二个目的是提供一种机械力诱导铕配位红光聚合物薄膜的制备方法。

本发明的技术方案概述如下：

一种机械力诱导铕配位红光聚合物薄膜的制备方法，包括如下步骤：

(1)将铕的配合物,丙烯酸甲酯，偶氮二异丁腈溶于N,N-二甲基甲酰胺中，在氩气或氮气保护条件下，在55-65℃加热搅拌50-60h，倒入甲醇中沉降，得到线性含铕配合物的聚丙烯酸甲酯；

(2)按比例，将所述线性含铕配合物的聚丙烯酸甲酯,丙烯酸甲酯，双金刚烷取代的1,2-二氧环丁烷，偶氮二异丁腈溶于四氢呋喃中，搅拌均匀，倒入四氟模具中，在氩气或氮气保护条件下，在55-65℃反应12-15h，得到质地均匀的透明聚合物薄膜，55-65℃真空干燥12-24h，得到机械力诱导铕配位红光聚合物薄膜。

优选地，步骤(2)为：按比例，将0.3-0.5g所述线性含铕配合物的聚丙烯酸甲酯,2-3mL丙烯酸甲酯，10-15mg双金刚烷取代的1,2-二氧环丁烷，8-15mg偶氮二异丁腈溶于四氢呋喃中，搅拌均匀，倒入四氟模具中，在氩气或氮气保护条件下，在55-65℃反应12h-15h，得到质地均匀的透明聚合物薄膜，55-65℃真空干燥12-24h，得到机械力诱导铕配位红光聚合物薄膜。

铕的配合物为Eu(TTA)₃(Aphen)或Eu(TTA)₃(Phen)；所述Eu(TTA)₃(Aphen)结构式如(I)所示；所述Eu(TTA)₃(Phen)结构式如(II)所示：