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光致变色高分子 光致变色的基本原理 理想的光色过程有如下两步组成 1．激活反应。即显色反应。系指化合物经一定波长的光照射后显色和变色的过程。 2．消色反应。它有两种途径； 热消色反应；系指化合物通过加热恢复到原来的颜色。 光消色反应：系指化合物通过另一波长的光照 射恢复到原来的颜色。 光致变色功能高分子的合成 光致变色功能高分子体系的制备的途径有3 种, 一种是把光致变色体混在高分子内, 使共混物具有光致变色功能; 第二种是通过侧基或主链连接光致变色体的单体的均聚或共聚制得光致变色高分子; 第三种方法是先制备某种高分子, 然后通过大分子反应, 即与光致变色体反应, 使其接在侧链上, 从而得到侧基含有光致变色体的高分子。 主要的光致变色高分子 1　甲亚胺类光致变色高分子 甲亚胺类体系光致变色的原理如下, 光致变色材料的应用 光致变色化合物作为光敏性材料用于信息记录介质等方面具有以下优点：操作简单，不用湿法显影和定影；分辨率非常高，成像后可消除．能多次重复使用；响应速度快。其缺点是灵敏度低，像的保留时间不长。 即在紫外光激发下, 化合物1 旋转闭环生成呈色的闭环体2。而2 在可见光照射下又能发生相反的变化。利用共轭效应, 通过引入不同的取代基, 亦可调节分子闭环体的最大吸收波长。 二芳杂环基乙烯类化合物的开环反应和闭环反应的量子产率一般在0. 1～ 0.4, 而且响应迅速, 在100p s 左右。此类化合物具有良好的热稳定性和耐疲劳性, 在80℃下, 12h 某些闭环体的吸收可不发生变化, 最高也可达循环104次以上。 二芳杂环基乙烯类光致变色分子的合成是将它直接键合到高分子载体上, 但目前较常用的方法是将二芳基乙烯化合物掺杂在高分子基质中, 如掺杂在PS 中,利用化合物光致变色效应受PS 介电常数和流动性影响的特性, 从而得到一个温控阀值超过60℃的光致变色体系。 8　苯氧基萘并萘醌类光致变色高分子 　　苯氧基萘并萘醌类光致变色材料与俘精酸酐类相似, 具有可逆循环次数较高(耐疲劳性好) 和室温下几乎无热消色反应等特点,典型的光致变色反应机理 即源于光诱导黄色的5, 12-醌式( trans-qu inone ) 至橙色“ana ”醌式( ana-quinone) 的异构化反应。从黄色到橙色的呈色反应可用λ≤405nm 的紫外光诱导, 而反向消色反应可在可见光照射下发生。 这类光致变色高分子合成采用了先合成出高分子, 使该高分子的侧基可与苯氧基萘并萘醌发生反应, 即通过大分子反应, 成功的将光致变色苯氧基萘并萘醌以侧基形式引入到PMMA、PS 和聚硅氧烷中。 * 含有光色基团的化合物受一定波长的光照射时发生颜色变化，而在另一波长的光或热的作用下又恢复到原来的颜色，这种可逆的变色现象称为光色互变或光致变色 ①光发色过程 ②热消色过程 ③光消色过程 有机物质在结构上千差万异，因而光致变色机理也多有不同。宏观上可分为光化学过程变色和光物理过程变色两种。 光化学过程变色较为复杂．可分为顺反异构反应、氧化还原反应、离解反应、环化反应以及氢转移互变异构化反应等等。 化合物A 吸收一定波长的光后发生光致变色, 产生有色体B; 而B 的热反应活化能较低, 在一定温度下可回复到A , 成为无色体。 光物理过程的变色行为，通常是有机物质吸光而激发生成分子激发态，主要是形成激发三线态，而某些处于激发三线态的物质允许进行三线态—三线态的跃迁，此时伴随有特征的吸收光谱变化而导致光致变色。 光致变色材料有无机化合物和有机化合物。将光色基团导入聚合物侧链中就制得了光致变色高分子材料， 甲亚胺基邻位羟基氢( I) 的分子内迁移形成反式酮(Ⅲ) , 反式酮(Ⅲ) 热异构化为顺式酮(Ⅱ ) , 顺式酮(Ⅱ) 通过氢的热迁移又能返回顺式醇(I )。 小分子量的聚甲亚胺光致色变不明显, 这是由于反式酮与顺式烯醇的共轭体系均不大,两者的吸收光谱之间差别不大。而当分散在聚苯乙烯, 聚甲基丙烯酸甲酯和聚碳酸酯介质中时, 其热褪色速率比相应溶液中大为降低, 这是由于聚合物介质限制了褪色反应, 有不同自由体积的结果。通过合成叉替苯胺的不饱和衍生物再与苯乙烯或甲基丙烯酸甲酯(MMA )等单体共聚就可制得光致变色共聚物, 从而使主链含有(Ⅳ) 或(Ⅴ) 结构。这类光致变色高分子的基态最大吸收波长在480nm 左右, 激发态波长(最大吸收波长, 以下同) 在580nm 左右, 50% 褪色时间为几十至几千秒。 这类光致变色高分子 有 2　偶氮苯类光致变色高分子 偶氮苯类体系光致变色原理如下, 偶氮苯体系的光致色变特性是由于含有—N =N —, 形成顺反异构化引起的。 　制备含偶氮苯结构的高分子有3 种方法: 一种是合成含有