一种光致变色嵌段共聚物的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种光致变色嵌段共聚物的制备方法，包括如下步骤：SPMA的制备；PSPMA‑Br的制备；PSPMA‑g‑PMMA的制备，与现有技术相比，本发明专利技术的有益效果是：通过本发明专利技术所制备的纳微米纤维，可以在不同光照射下实现在不同紫外光照射下实现红、绿、黄颜色荧光转变，并且经紫外照射后纤维由无色变为深紫色，得到纤维可重复在无色和紫色间转换，从而得到可发光变色纤维。这种方法不需要经过印染，避免环境的污染的同时，又赋予纤维多种变色和发光功能。

【技术实现步骤摘要】
一种光致变色嵌段共聚物的制备方法
本专利技术涉及一种光致变色发光变色纤维制备方法，具体是一种光致变色嵌段共聚物的制备方法。
技术介绍
当今社会随着社会发展，颜色各异的织物受到人们的喜爱，目前多彩织物的主要来源是纺织印染工业，印染工业的发展给我们带来多彩的服装享受。但随之而来的是生活环境的日益污染严重，染料废液中所含有的得重金属镉、汞、铬、铅等有毒金属对人们身体伤害很大。所以寻求新的制备多彩织物方法迫在眉睫。现有技术：先制备成没有颜色的布，然后通过不同颜色的染料进行工业印染，或者通过添加有机或无机的变色材料制备成为纺丝原液，再利纺丝技术通过溶液纺丝方法制备成为纤维。现有技术的缺点是工业污染较严重，对人体伤害比较大。现有其他技术变色较为单一，不能满足多功能服饰材料需求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种光致变色嵌段共聚物的制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种光致变色嵌段共聚物的制备方法，包括如下步骤：步骤1，SPMA的制备：在三口烧瓶中加入5-6gN-羟乙基-3,3-二甲基-6-硝基吲哚啉螺吡喃和60-80ml二氯甲烷，在0-5℃冰水浴氮气保护条件下中速搅拌，TLC点板追踪，加入吡啶2-5g作为缚酸剂；量取2-5g甲基丙烯酰氯混合10-15ml二氯甲烷加入到恒压滴液漏斗中，然后逐滴加入到三口烧瓶中，在30min之内，0-5℃搅拌0.5h后，升温至25-30℃，继续反应，TLC点板追踪，至原料点消失或基本看不见为止；然后先用去离子水萃取洗涤分液，去除吡啶的盐酸盐，所得到产物经过旋转蒸发除去溶剂二氯甲烷，所得深紫红色产物，通过柱层析硅胶快速色谱柱进一步提纯，利用体积比为5:1的石油醚和乙酸乙酯的混合液作为洗脱剂，旋转蒸发得到SPMA；步骤2，PSPMA-Br的制备：先对Schlenk瓶进行烧瓶-抽真空-通氮气处理，将单体SPMA1.0-1.5g、引发剂2-溴异丁酸乙酯15-20μl、配体N,N,N',N,'N”-五甲基二亚乙基三胺44-55μl、溶剂THF5-6ml和甲醇1-1.5ml加入到Schlenk瓶中，后进一步脱气，液氮冷冻-抽真空-解冻循环三次，在最后一次冷冻后迅速称量0.01-0.02g催化剂溴化亚铜加入其中，并加入磁子，超声使其均匀分散，解冻后置于40-45℃水浴中反应4-6h并通氮气进行保护；然后将反应后产物暴露在空气中，冷却至室温后，倾倒入大量甲醇中沉淀，并反复用四氢呋喃和甲醇洗涤至少三次至颜色变浅，离心分离得到产物，真空40-45℃干燥，得到最终浅蓝色固体PSPMA-Br；步骤3，PSPMA-g-PMMA的制备：先对Schlenk瓶进行烧瓶-抽真空-通氮气处理，反复循环三次，向Schlenk瓶加入单体甲基丙烯酸甲酯10-12ml、引发剂PSPMA-Br0.2-0.3g，配体PMDETA35-40μl、溶剂THF10-15ml和甲醇3-5ml，然后进一步脱气，液氮冷冻-抽真空-解冻循环三次，在最后一次冷冻后迅速称量0.12-0.15g催化剂CuBr加入其中，并加入磁子，使用超声波使其均匀分散，解冻后置于40-45℃水浴中反应6-8h并通入氮气保护；然后将混合物暴露在空气中，冷却至室温后，倾倒入大量甲醇中沉淀，离心分离，并反复用THF和甲醇洗涤至颜色变浅，真空40-45℃干燥，最终得到产物为浅绿色固体状的PSPMA-g-PMMA；步骤4，光致变色纤维的制备：将步骤3所得的PSPMA-g-PMMA以DMF为溶剂，配制浓度20％-25％的纺丝液，并在纺丝液中加入1,10-邻菲罗啉-Tb有机稀土配合物，然后进行静电纺丝，纺丝电压15-22KV，推进速度40-60μm/min,接收距离15-30cm，从而得到在不同紫外光照射下发射不同荧光的多基变色纳微米纤维。作为本专利技术进一步的方案：根据权利要求1所述的一种光致变色嵌段共聚物的制备方法，其特征在于，所述洗脱剂和展开剂均为石油醚和乙酸乙酯按5:1比例混合制得。作为本专利技术再进一步的方案：根据权利要求1所述的一种光致变色嵌段共聚物，其特征在于，所述稀土铽发光材料是由发光中心与其配体通过化学反应制备的有机稀土配合物。作为本专利技术再进一步的方案：所述的一种光致变色嵌段共聚物，其特征在于根据权利要求1所述的一种光致变色嵌段共聚物，其特征在于，所述稀土铽发光材料，其配体包括苯甲酸、对甲基苯甲酸、对氨基苯甲酸、对硝基苯甲酸、对甲氧基苯甲酸、1,3,5均苯三甲酸、3-硝基-4-氨基苯甲酸、4-氯-3-硝基苯甲酸，噻吩甲酰三氟丙酮，1，10-邻菲罗啉，2，2′-联吡啶，4，4′-联吡啶。作为本专利技术再进一步的方案：5.根据权利要求1所述的一种多基色光致变色纳微米纤维的制备方法，其特征在于，所述静电纺丝的纺丝电压15-22KV，推进速度40-60μm/min,接收距离15-30cm。作为本专利技术再进一步的方案：所述的一种光致变色嵌段共聚物，其特征在于，所述多基色光致变色纳微米纤维在不同紫外波长激发下可实现多基变色效果：当使用360-367nm紫外光照射纤维样品时其显示红色；当使用254-295nm紫外光照射时显示出绿色；当使用360-367nm中的任一波长和254-295nm中的任一波长的紫外光共同激发时则显现出黄色；当将紫外光撤去后，所制备的纳微米纤维呈现为紫色；通过加热样品可瞬时变为白色。此变色过程可无限次循环。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：通过本专利技术所制备的纳微米纤维，可以在不同光照射下实现在不同紫外光照射下实现红、绿、黄颜色荧光转变，并且经紫外照射后纤维由无色变为深紫色，得到纤维可重复在无色和紫色间转换，从而得到可发光变色纤维。这种方法不需要经过印染，避免环境的污染的同时，又赋予纤维多种变色和发光功能。附图说明图1为SPMA的合成路线图。图2为PSPMA-g-PMMA的合成路线图。图3为反应过程中各阶段红外光谱图。图4为SPMA的1HNMR谱图。图5为嵌段共聚物PSPMA-g-PMMA的1HNMR谱图。图6为静电纺丝纤维SEM照片。图7纤维在不同激发波长下荧光光谱具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1步骤1，光致变色单体(SPMA)的制备如图1所示，其具体步骤如下：(1)在三口烧瓶中加入5gN-羟乙基-3,3-二甲基-6-硝基吲哚啉螺吡喃(SP-OH)和60ml二氯甲烷，在0-5℃冰水浴氮气保护条件下中速搅拌，TLC点板追踪，加入吡啶2g作为缚酸剂；(2)量取2g甲基丙烯酰氯混合10ml二氯甲烷加入到恒压滴液漏斗中，然后逐滴加入到三口烧瓶中，在30min之内，0-5℃搅拌0.5h后，升温至25-30℃，继续反应，TLC点板追踪，至原料点消失或基本看不见为止；(3)然后先用去离子水萃取洗涤分液，去除吡啶的盐酸盐，所得到产物经过旋转蒸发除去溶剂二氯甲烷，所得深紫红色产物，通过柱层析硅胶快速色谱柱进一步提纯，利用体积比为5:1的石油醚和乙酸乙酯的混合液作为洗脱剂，旋转蒸发得本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光致变色嵌段共聚物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，乙烯基螺吡喃变色单体(SPMA)的制备：在三口烧瓶中加入5‑6gN‑羟乙基‑3,3‑二甲基‑6‑硝基吲哚啉螺吡喃(SP‑OH)和60‑80ml二氯甲烷，在0‑5℃冰水浴氮气保护条件下中速搅拌，TLC点板追踪，加入吡啶2‑5g作为缚酸剂；量取2‑5g甲基丙烯酰氯混合10‑15ml二氯甲烷加入到恒压滴液漏斗中，然后逐滴加入到三口烧瓶中，在30min之内，0‑5℃搅拌0.5h后，升温至25‑30℃，继续反应，TLC点板追踪，至原料点消失或基本看不见为止；然后先用去离子水萃取洗涤分液，去除吡啶的盐酸盐，所得到产物经过旋转蒸发除去溶剂二氯甲烷，所得深紫红色产物，通过柱层析硅胶快速色谱柱进一步提纯，利用体积比为5:1的石油醚和乙酸乙酯的混合液作为洗脱剂，旋转蒸发得到浅绿色SPMA；步骤2，螺吡喃大分子引发剂(PSPMA‑Br)的制备：先对Schlenk瓶进行烧瓶‑抽真空‑通氮气处理，将单体SPMA1.0‑1.5g、引发剂2‑溴异丁酸乙酯15‑20μl、配体N,N,N',N,'N”‑五甲基二亚乙基三胺44‑55μl、溶剂THF5‑6ml和甲醇1‑1.5ml加入到Schlenk瓶中，后进一步脱气，液氮冷冻‑抽真空‑解冻循环三次，在最后一次冷冻后迅速称量0.01‑0.02g催化剂溴化亚铜加入其中，并加入磁子，超声使其均匀分散，解冻后置于40‑45℃水浴中反应4‑6h并通氮气进行保护；然后将反应后产物暴露在空气中，冷却至室温后，倾倒入大量甲醇中沉淀，并反复用四氢呋喃和甲醇洗涤至少三次至颜色变浅，离心分离得到产物，真空40‑45℃干燥，得到最终浅蓝色固体PSPMA‑Br；步骤3，螺吡喃甲基丙烯酸甲酯嵌段共聚物(PSPMA‑g‑PMMA)的制备：先对Schlenk瓶进行烧瓶‑抽真空‑通氮气处理，反复循环三次，向Schlenk瓶加入单体甲基丙烯酸甲酯10‑12ml、引发剂PSPMA‑Br0.2‑0.3g，配体PMDETA35‑40μl、溶剂THF10‑15ml和甲醇3‑5ml，然后进一步脱气，液氮冷冻‑抽真空‑解冻循环三次，在最后一次冷冻后迅速称量0.12‑0.15g催化剂溴化亚铜加入其中，并加入磁子，使用超声波使其均匀分散，解冻后置于40‑45℃水浴中反应6‑8h通入氮气保护；然后将混合物暴露在空气中，冷却至室温后，倾倒入大量甲醇中沉淀，离心分离，并反复用THF和甲醇洗涤至颜色变浅，真空40‑45℃干燥，最终得到产物为浅绿色固体状的PSPMA‑g‑PMMA。...

【技术特征摘要】
1.一种光致变色嵌段共聚物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，乙烯基螺吡喃变色单体(SPMA)的制备：在三口烧瓶中加入5-6gN-羟乙基-3,3-二甲基-6-硝基吲哚啉螺吡喃(SP-OH)和60-80ml二氯甲烷，在0-5℃冰水浴氮气保护条件下中速搅拌，TLC点板追踪，加入吡啶2-5g作为缚酸剂；量取2-5g甲基丙烯酰氯混合10-15ml二氯甲烷加入到恒压滴液漏斗中，然后逐滴加入到三口烧瓶中，在30min之内，0-5℃搅拌0.5h后，升温至25-30℃，继续反应，TLC点板追踪，至原料点消失或基本看不见为止；然后先用去离子水萃取洗涤分液，去除吡啶的盐酸盐，所得到产物经过旋转蒸发除去溶剂二氯甲烷，所得深紫红色产物，通过柱层析硅胶快速色谱柱进一步提纯，利用体积比为5:1的石油醚和乙酸乙酯的混合液作为洗脱剂，旋转蒸发得到浅绿色SPMA；步骤2，螺吡喃大分子引发剂(PSPMA-Br)的制备：先对Schlenk瓶进行烧瓶-抽真空-通氮气处理，将单体SPMA1.0-1.5g、引发剂2-溴异丁酸乙酯15-20μl、配体N,N,N',N,'N”-五甲基二亚乙基三胺44-55μl、溶剂THF5-6ml和甲醇1-1.5ml加入到Schlenk瓶中，后进一步脱气，液氮冷冻-抽真空-解冻循环三次，在最后一次冷冻后迅速称量0.01-0.02g催化剂溴化亚铜加入其中，并加入磁子，超声使其均匀分散，解冻后置于40-45℃水浴中反应4-6h并通氮气进行保护；然后将反应后产物暴露在空气中，冷却至室温后，倾倒入大量甲醇中沉淀，并反复用四氢呋喃和甲醇洗涤至少三次至颜色变浅，离心分离得到产物，真空40-45℃干燥，得到最终浅蓝色固体PSPMA-Br；步骤3，螺吡喃甲基丙烯酸甲酯嵌段共聚物(PSPMA-g-PMMA)的制备：先对Schlenk瓶进行烧瓶-抽真空-通氮气处理，反复循环三次，向Schlenk瓶加入单体甲基丙烯酸甲酯10-12ml、引发剂PSPMA-Br0.2-0.3g，配体PMDETA35-40μl、溶剂THF10-15ml和甲醇3-5ml，然后进一步脱气，液氮冷冻-抽真空-解冻循环三次，在最后一次冷冻后迅速称量0.12-0.15g催化剂溴化亚铜加入其中，并加入磁子，使用超...

【专利技术属性】
技术研发人员：西鹏，程博闻，夏磊，赵天祥，马梦娇，李树旺，
申请(专利权)人：天津工业大学，
类型：发明
国别省市：天津,12