[发明专利]一种红色荧光复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种红色荧光复合材料及其制备方法，属于有机固态荧光材料领域。本发明将一定比例的联苯类小分子、可交联聚合物单体和引发剂混合制成前驱体混合物，在引发剂的分解温度以下熔融并注入模具，引发交联反应使前驱体固化，制得复合材料。施加一定波长的光照，可以观察到样品发出红色荧光。通过调节前驱体混合物中液晶成分的比例，能够制备发出线偏振光或圆偏振光的材料。此荧光复合材料的制备无需合成复杂有机物，简便且可批量生产，在液晶显示、生物/化学传感器、光数据通信等领域有潜在的应用。

技术领域

本发明属于有机固态荧光材料领域，具体涉及一种红色荧光复合材料及其制备方法。

背景技术

荧光材料在生物成像、生物/化学传感器、光学和电子学领域具有重要应用。传统荧光材料通常具有大平面的共轭结构，在高浓度或聚集态下由于分子间π-π堆积的存在，会发生荧光信号的减弱或消失，即聚集诱导猝灭(Aggregation-caused quencher,ACQ)效应。因而在应用时需减小其浓度制成分散溶液，但是这种方法同样使荧光强度减小，影响其使用范围。

2001年唐本忠课题组发现了一种新型荧光材料(HPS，1-甲基-1,2,3,4,5-五苯基硅杂环戊二烯)，在聚集状态下能够发出强于分散状态下的荧光，即聚集诱导发光(Aggregation-induced Emission,AIE)材料(Luo J.et al.Aggregation-inducedemission of1-methyl-1,2,3,4,5-pentaphenylsilole.Chemical Communications,2001(18))。这种材料的分子中具有多个苯环，空间位阻大。且五个苯环取代基不在一个平面内，可以避免π键堆积，故而与分散状态相比，在聚集状态下显示出荧光强度的增强。在聚集诱导发光分子中，苯并双噻二唑(BTA)由于具有强吸电子能力，通过D-A分子设计可以获得具有强的分子内电荷转移(ICT)效应的衍生物，这类衍生物具有窄禁带和较大的Stokes位移，可以在聚集状态下发出深红色荧光或近红外光。然而这些有聚集诱导发光效应的分子通常具有复杂的结构式，合成较为复杂，在应用上具有一定的局限性。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型固体荧光复合材料及其制备方法，这种荧光材料的特点是由于交联聚合物基体的存在，联苯类小分子和引发剂(如苯甲酮类等)的自由基相互作用，产生长波长的荧光，其发射峰位于可见光谱的红光区域。另外，通过调控联苯类小分子的结构和其在材料中的比例，可以使该荧光复合材料具有液晶性能，通过液晶取向的调控，可发出线偏振光或圆偏振光等，使其可应用于液晶显示、生物/化学传感器、光数据通信等领域。这种复合材料的制备使用常见的、商业化的可交联聚合物单体、联苯类小分子和引发剂，无需通过复杂流程合成新型荧光染料分子，制备过程简单，效率高。

本发明提供的固体荧光复合材料由一类可发出荧光的联苯类小分子、可产生苯甲酮自由基的引发剂和可交联聚合物的单体混配后交联固化制成。将一定比例的联苯类小分子和可交联聚合物的单体混合配制成前驱体后，引发交联反应使其固化，产物无色透明。使用一定波长的光照射固化产物发出明显的红色荧光。当且仅当可交联聚合物单体及联苯类小分子混合物呈现液晶有序时，可以制备发出偏振荧光的材料。当混合物呈向列型或近晶型排列时，使用自然光激发后，发出的荧光为线偏振光；当混合物呈胆甾型排列时，使用自然光激发后，发出的荧光为圆偏振光。

本发明固体荧光材料的制备方法包括如下步骤：

1)将可交联聚合物单体、联苯类小分子和引发剂混合配制成前驱体混合物，熔化前驱体混合物，将其灌入模具中；

2)若体系中的引发剂为光引发剂，则使用一定波长的光激发其反应；若为热引发剂，则调节温度使其分解，引发前驱体交联固化，打开模具，取出样品，得到所述固体荧光材料。

若制备线偏振荧光材料，其制备方法包括如下步骤：

1)配制含有可交联聚合物单体、联苯类小分子和引发剂的前驱体混合物；