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含氯化铜的紫精聚合物薄膜制备及光致变色性能研究.pdf

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第28卷第1期 影像科学与光化学 V01.28No.1 111Q篁!旦!鲤堡墅竺型呈垒丝墅墼 』塑;:垫!垒 含氯化铜的紫精/聚合物薄膜制备及 光致变色性能研究 李志斌,李玲,张振林,王跃川 (四川大学高分子科学与工程学院高分子材料-v程国家重点实验室,四川成都610065) 摘要:将氯化铜加入到紫精/聚乙烯吡咯烷酮中,制得了一种可快速褪色、光 疲劳性能优异的紫精/聚合物光致变色薄膜,测试了该薄膜的变色性能、褪色性 能及光疲劳性能.结果表明,氯化铜的加入使薄膜初次紫外光照时的颜色变浅, 但加快了薄膜褪色;当氯化铜与紫精摩尔比为1:1、60℃褪色时,薄膜光照后在 610 nnl处吸光度的半衰期为9min,而不合氯化铜的薄膜为54min,氯化铜含 量越高,半衰期越短.含有氯化铜的薄膜,随变色/褪色循环次数增加,光照后的 显色加深,氯化铜含量越高,颜色增加的程度越大.该功能薄膜可用于信息存 储、太阳镜及智能窗等方面. 关键词:光致变色;紫精;氯化铜;半衰期;光疲劳 文章编号:1674一0475(2010)01—0029—08中图分类号:064 文献标识码:A 紫精(N,N7一二烷基联毗啶盐)在化学…1、电化学【2]和光化学【3J作用下会发生可逆的 氧化还原反应,伴随着显著的颜色变化.基于这一特性,紫精被广泛用于电致变色12,3]、光 致变色[3蚓、太阳能[7]及电子转移催化剂…等领域.紫精的光致变色原理如图1【6,9J:紫精 吡啶环上而生成紫精自由基阳离子,光电荷在联吡啶环上的离域使得自由基阳离子在可 见光具有很高的摩尔吸收系数,呈现很深的颜色. 目前,将紫精与聚合物共混制备光致变色薄膜已有报道L10,11],这些薄膜紫精主要通 过氧气氧化或加热褪色,但氧气的氧化褪色过程不可逆(如图1),阴离子(电子来源)不断 被消耗,随着循环次数增加,光照后的显色迅速变浅,光疲劳性能较差【100;而隔绝空气时, 收稿Et期:2009—07一02;修回日期:2009-09—15. 基金项目:广东省重大科技专项(2008A090300014). 作者简介:李志斌(1984一),男,硕士研究生,主要研究紫精光致变色材料;王跃川(1958.),教授.博士生导师,主 要从事光电功能高分子、光聚合及聚合物合成方面的研究工作,通讯联系人,电话:028E- illai[:wangyc@scu.edu.e11. 29 万方数据 影像科学与光化学 第28卷 /[R一攀二R] 举茂厅≯一 Rf圆X- p R-飞圹飞沪-R x,一 勋出∞1太R一∞…盯“Vi0108朋 加热褪色又相当缓慢【11J,不利于颜色擦除. 薄膜,利用变价金属与紫精二价阳离子之间町逆的电子转移,实现隔绝空气下薄膜的快 速褪色.但文中未研究薄膜的光疲劳性能,且该紫精与聚合物相容性不好,所得薄膜浑 浊、透明性差.有文献报道[13J,铜离子可被聚乙烯吡咯烷酮(PVP)中的羰基氧和氮络合, 络合物的形成使得氯化铜与PVP的相容性很好.我们发现,将氯化铜、紫精及聚乙烯吡 咯烷酮共混制得的薄膜具有很好的透明性,利用铜离子与光生紫精自由基阳离子之间可 能的可逆电子转移,有望制成褪色速率快、疲劳性能优异的紫精僳合物薄膜,并根据氯 化铜含量调节薄膜光致变色性能.文中探讨了氯化铜的加入对紫精/PVP薄膜变色性能、 褪色性能及疲劳性能的影响. 1实验部分 1.1试剂和仪器 4,47.联吡啶(98%,舢fa 甲基甲酰胺和N.甲基吡咯烷酮(分析纯,天津
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