【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及聚合物合成领域，具体涉及一种基于阳离子聚合反应与傅克反应的一步法聚合转化为具有多色荧光且可降解的聚苯乙烯类材料的方法。
技术介绍
1、传统的aie(聚集诱导发光)型有机发光体一般为含有大π共轭体系的小分子，存在制备程序复杂，生物相容性差，易造成环境污染等问题，而聚合物荧光材料因化学结构可调，更稳定的发光性能以及更优异的力学性能和加工性能，能更好地满足荧光染料、生物医疗、成像标记、光电元件和化学传感等多种应用场景的需求。但目前聚合物荧光材料仍较少表现出有效的多色域发光以及高发光效率，发光机制与诸多科学问题等待探索。
2、阳离子聚合反应是一种由质子酸或路易斯酸引发碳阳离子活性种的高活性聚合反应，反应快速高效；傅克反应是一种由路易斯酸催化，卤素对芳环亲电取代的反应。本专利技术基于阳离子聚合反应与傅克反应，开发出一种具有多色荧光且可降解的聚苯乙烯类材料的合成方法。
技术实现思路
1、现市面上存在的荧光商品具有生物相容性差，制备难度高以及对环境造成污染等问题，造成其应用上的限制，为解决上述问题，本专利技术的目的是提供了一种步骤简单，操作便捷，反应条件温和，成本低廉，具有优异性能且可回收利用的多色荧光聚合物的合成方法。
2、本专利技术的目的是这样实现的，所述的一种具有多色荧光且可降解的聚苯乙烯类材料的合成方法，其特征在于，以苯乙烯为原料，路易斯酸为催化剂，在有机溶剂中进行反应，基于烯类化合物的阳离子聚合与傅克反应机理，通过控制反应配比及反应温度，一步法获得
3、进一步地，所述的多色荧光的聚苯乙烯类聚合物是多色荧光且可降解的聚苯乙烯类聚合物材料，其聚合物链中含有聚苯乙烯主链结构，具有常规发光性质及aie性质，通过调控苯乙烯单体与催化剂摩尔比以及反应温度，实现多色荧光的聚苯乙烯类聚合物固体粉末态蓝色至黄色，多色荧光的聚苯乙烯类聚合物溶液态蓝色至青色的多色域发光。
4、进一步地，具体步骤为：将苯乙烯活性单体、路易斯酸类催化剂和有机溶剂加入到装有磁性搅拌子的反应器中，在一定温度、氮气氛围下进行聚合反应，经一段反应时间后进行后处理得到荧光聚苯乙烯类聚合物材料。
5、进一步地，路易斯酸类催化剂选自无水三氯化铝、无水四氯化锡或无水四氯化钛，其结构式为：
6、
7、进一步地，有机溶剂选自二氯甲烷、三氯甲烷或四氯化碳，其结构式为：
8、
9、进一步地，苯乙烯活性单体、催化剂与有机溶剂的摩尔比例为1:(0.01～1):(3～100)，反应温度范围为0℃～溶剂沸点。
10、进一步地，后处理的步骤为，反应结束后在反应液中加入过量去离子水淬灭反应，用二氯甲烷提取有机相并用去离子水洗涤，收集有机相，取适量无水硫酸镁干燥有机相，过滤收集有机相浓缩得到粗产物，将其滴入不良溶剂中，通过沉淀法获得聚合物。
11、进一步地，沉淀法中的不良溶剂，选取甲醇，有机溶剂二氯甲烷为良溶剂，良溶剂与不良溶剂体积比为1:(20～30)。
12、本专利技术上述的合成方法合成的一种具有多色荧光且可降解的聚苯乙烯类材料的降解应用，其特征在于，将上述的合成方法合成的一种具有多色荧光且可降解的聚苯乙烯类材料、无水三氯化铝与有机溶剂甲苯按质量比例1:1:35加入带有磁力搅拌子的反应器中，在100℃的氮气氛围下反应5h，经后处理，分析反应液成分表明所述的具有多色荧光且可降解的苯乙烯类材料均降解为苯。
13、本专利技术上述的合成方法合成的一种具有多色荧光且可降解的聚苯乙烯类材料的应用，其特征在于，上述的合成方法合成的一种具有多色荧光且可降解的聚苯乙烯类材料与多种原生塑料介质共混，进一步加工得到荧光产品，用作面料标记。
14、具体地说，本专利技术所提供的技术方法步骤如下：
15、步骤1：将粗苯乙烯置于氮气氛围的减压蒸馏装置上提纯，得到精制的苯乙烯单体，于氮气氛围下冷冻保存。在除水除氧的条件下，将活性单体苯乙烯、催化剂以及有机溶剂加入到装有磁力搅拌子的反应管中，在一定温度下进行聚合反应，一段时间后在反应液中加入过量去离子水淬灭反应，用二氯甲烷提取有机相并用过量水洗涤三遍，收集有机相，取适量无水硫酸镁干燥有机相，过滤收集有机相并浓缩得到粗产物。将粗产物逐滴滴入不良溶剂中，通过沉淀法得到聚合物材料。
16、其中，活性单体苯乙烯结构式为：
17、
18、其中，催化剂(包括无水三氯化铝、无水四氯化锡、无水四氯化钛等可用于阳离子聚合及傅克反应的路易斯酸)结构式为：
19、
20、其中，有机溶剂(包括二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳等含氯化合物的纯溶剂和混合溶剂)结构式为：
21、
22、可选地，所述除水除氧的方式为使用真空泵除氧，同时用热风枪加热吹烫除去反应管内的水，待反应管冷却后通入高纯氮气置换，此过程重复三次。
23、可选地，所述的有机溶剂为二氯甲烷。
24、可选地，活性单体苯乙烯、催化剂及二氯甲烷的摩尔比例为1:(0.01～1):(3～100)。
25、可选地，所述反应温度为0℃～溶剂沸点。
26、可选地，干燥有机相所用无水硫酸镁可用其他无机吸水干燥剂进行。
27、可选地，浓缩得到粗产物的过程使用旋转蒸发仪进行。
28、进一步地，本专利技术所述的一种具有多色荧光且可降解聚苯乙烯类材料聚合物的合成方法生成的新型聚合物材料具有发光性能，其荧光会随着活性单体苯乙烯与催化剂的反应摩尔比及反应温度的变化而变化，在365nm灯照射下呈现由蓝色到黄色不同的荧光颜色，多数聚合物材料固体状态在380nm的最大激发波长激发下，在430～557nm范围内有荧光发射；溶液状态荧光具有浓度依赖性，多在380nm最大激发波长下于433～495nm范围内发射。
29、进一步地，本专利技术所述的具有多色荧光且可降解的聚苯乙烯类材料的合成方法，生成的荧光材料具有高量子产率，在固体状态下最高可达91％。
30、本专利技术的制备方法中，为了提高反应效率，优选情况下，还应包括：在所述聚合反应之前，对反应体系进行除水除氧。本专利技术对所述除水除氧的方式没有特别的限定，可以为本领域常规的除水除氧方式，例如真空干燥、利用惰性气体置换等处理方式。
31、本专利技术在苯乙烯的阳离子聚合基础上，通过改变反应条件发现了产物的多色荧光特性，通过将卤代烷中的烷基连接到聚苯乙烯侧链的芳基上，获得一系列多色的具有高量子产率的聚合物荧光材料。本专利技术是聚苯乙烯基功能型聚合物应用的新策略。
32、本专利技术具有如下有益效果：
33、1.本专利技术涉及的基于阳离子聚合反应和傅克反应的具有多色荧光且可降解聚苯乙烯类材料聚合物的合成方法，具有反应条件温和，步骤简单，操作便捷，成本低廉等优点。
34、2.本专利技术提供的新型材料具本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种具有多色荧光且可降解的聚苯乙烯类材料的合成方法，其特征在于，以苯乙烯为原料，路易斯酸为催化剂，在有机溶剂中进行反应，基于烯类化合物的阳离子聚合与傅克反应机理，通过控制反应配比及反应温度，一步法获得多色荧光的聚苯乙烯类聚合物，该聚苯乙烯类聚合物材料具有AIE性质，量子产率高，可降解回收。
2.根据权利要求1所述的一种具有多色荧光且可降解的聚苯乙烯类材料的合成方法，其特征在于，所述的多色荧光的聚苯乙烯类聚合物是多色荧光且可降解的聚苯乙烯类聚合物材料，其聚合物链中含有聚苯乙烯主链结构，具有常规发光性质及AIE性质，通过调控苯乙烯单体与催化剂摩尔比以及反应温度，实现多色荧光的聚苯乙烯类聚合物固体粉末态蓝色至黄色，多色荧光的聚苯乙烯类聚合物溶液态蓝色至青色的多色域发光。
3.根据权利要求1所述的一种具有多色荧光且可降解的聚苯乙烯类材料的合成方法，其特征在于，具体步骤为：将苯乙烯活性单体、路易斯酸类催化剂和有机溶剂加入到装有磁性搅拌子的反应器中，在一定温度、氮气氛围下进行聚合反应，经一段反应时间后进行后处理得到荧光聚苯乙烯类聚合物材料。
4.根据权
5.根据权利要求1所述的一种具有多色荧光且可降解的聚苯乙烯类材料的合成方法，其特征在于，有机溶剂选自二氯甲烷、三氯甲烷或四氯化碳，其结构式为：
6.根据权利要求3所述的一种具有多色荧光且可降解的聚苯乙烯类材料的合成方法，其特征在于，苯乙烯活性单体、催化剂与有机溶剂的摩尔比例为1:(0.01~1):(3~100)，反应温度范围为0 oC~溶剂沸点。
7.根据权利要求3所述的一种具有多色荧光且可降解的聚苯乙烯类材料的合成方法，其特征在于，后处理的步骤为，反应结束后在反应液中加入过量去离子水淬灭反应，用二氯甲烷提取有机相并用去离子水洗涤，收集有机相，取适量无水硫酸镁干燥有机相，过滤收集有机相浓缩得到粗产物，将其滴入不良溶剂中，通过沉淀法获得聚合物。
8.根据权利要求7所述的一种具有多色荧光且可降解的聚苯乙烯类材料的合成方法，其特征在于，沉淀法中的不良溶剂，选取甲醇，有机溶剂二氯甲烷为良溶剂，良溶剂与不良溶剂体积比为1:(20~30)。
9.根据权利要求1-8任一所述的合成方法合成的一种具有多色荧光且可降解的聚苯乙烯类材料的降解应用，其特征在于，将所述的权利要求1-8任一所述的合成方法合成的一种具有多色荧光且可降解的聚苯乙烯类材料、无水三氯化铝与有机溶剂甲苯按质量比例1:1:35加入带有磁力搅拌子的反应器中，在100 oC的氮气氛围下反应5 h，经后处理，分析反应液成分表明所述的具有多色荧光且可降解的苯乙烯类材料均降解为苯。
10.根据权利要求1-8任一所述的合成方法合成的一种具有多色荧光且可降解的聚苯乙烯类材料的应用，其特征在于，所述的权利要求1-8任一所述的合成方法合成的一种具有多色荧光且可降解的聚苯乙烯类材料与多种原生塑料介质共混，进一步加工得到荧光产品，用作面料标记。
...【技术特征摘要】
1.一种具有多色荧光且可降解的聚苯乙烯类材料的合成方法，其特征在于，以苯乙烯为原料，路易斯酸为催化剂，在有机溶剂中进行反应，基于烯类化合物的阳离子聚合与傅克反应机理，通过控制反应配比及反应温度，一步法获得多色荧光的聚苯乙烯类聚合物，该聚苯乙烯类聚合物材料具有aie性质，量子产率高，可降解回收。
2.根据权利要求1所述的一种具有多色荧光且可降解的聚苯乙烯类材料的合成方法，其特征在于，所述的多色荧光的聚苯乙烯类聚合物是多色荧光且可降解的聚苯乙烯类聚合物材料，其聚合物链中含有聚苯乙烯主链结构，具有常规发光性质及aie性质，通过调控苯乙烯单体与催化剂摩尔比以及反应温度，实现多色荧光的聚苯乙烯类聚合物固体粉末态蓝色至黄色，多色荧光的聚苯乙烯类聚合物溶液态蓝色至青色的多色域发光。
3.根据权利要求1所述的一种具有多色荧光且可降解的聚苯乙烯类材料的合成方法，其特征在于，具体步骤为：将苯乙烯活性单体、路易斯酸类催化剂和有机溶剂加入到装有磁性搅拌子的反应器中，在一定温度、氮气氛围下进行聚合反应，经一段反应时间后进行后处理得到荧光聚苯乙烯类聚合物材料。
4.根据权利要求1所述的一种具有多色荧光且可降解的聚苯乙烯类材料的合成方法，其特征在于，路易斯酸类催化剂选自无水三氯化铝、无水四氯化锡或无水四氯化钛，其结构式为：
5.根据权利要求1所述的一种具有多色荧光且可降解的聚苯乙烯类材料的合成方法，其特征在于，有机溶剂选自二氯甲烷、三氯甲烷或四氯化碳，其结构式为：
6.根据权利要求3所述的一种具有多色荧光...
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