大环分子促进的光引发体系、光致聚合物材料及制备方法技术

一种大环分子促进的光引发体系、光致聚合物材料及制备方法，该光引发体系包括大环分子和感光分子，其中所述大环分子用于包合所述感光分子以增加所述感光分子之间的距离。本发明专利技术还提供了包含该光引发体系的光致聚合物材料及光致聚合物薄膜的制备方法。本发明专利技术利用大环分子的空穴或空腔束缚感光分子，从而增加感光分子之间的距离，甚至在感光分子之间呈现出分层组装的形态，可以降低感光分子在聚集态时的自发猝灭，提高感光分子量子产率，进而显著地提高光致聚合物性能。提高光致聚合物性能。

【技术实现步骤摘要】
大环分子促进的光引发体系、光致聚合物材料及制备方法


[0001]本专利技术涉及感光材料
，尤其涉及一种大环分子促进的光引发体系、光致聚合物材料及制备方法。

技术介绍

[0002]光引发聚合是以光为能源的化学反应，与传统的热引发聚合相比，光聚合具有能耗低、环境污染小、聚合速度快、聚合温度低、适应性广等一系列独特的优点。因此，近年来，光聚合技术在涂料、电子线路、太阳能电池、3D精密加工以及全息等领域得到了广泛的应用。
[0003]光引发聚合通常涉及的反应历程概括起来就是光引发体系吸收光能并产生活性物质，诱导单体发生聚合反应。由此可见，光引发体系对光引发聚合的响应速度与反应程度起着决定性的作用。目前大量的研究集中于开发高效的光引发体系，而在这些研究之中有很大部分的工作致力于开发新型的、不同感光波段的、高效的可见光感光分子，所以在实际使用中，涌现出了许多可供选择的感光分子。但是，以上的研究都没能解决一个困扰科学家150年的难题，那就是感光分子在聚集态下往往表现出自发的荧光猝灭。
[0004]当前研究表明，由于感光分子在聚集态或固体中彼此紧密接触，进而发生强耦合导致发射猝灭，宏观表现为：溶液中表现出高发射的感光分子在固态材料中时表现出发射猝灭，这就导致感光分子失去了其原有的光学特性。对于许多建立在光引发聚合基础上的应用而言，处于聚集态时的感光分子的量子产率远不能达到其在溶液中的测试结果。也就是说，一些涉及光引发体系在聚集态下的应用的实际效果很难达到预期的效果。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的主要目的在于提供一种大环分子促进的光引发体系、光致聚合物材料及制备方法，以期至少部分地解决上述提及的技术问题中的至少之一。
[0006]为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：
[0007]作为本专利技术的一个方面，提供了一种光引发体系，包括大环分子和感光分子，其中所述大环分子用于包合所述感光分子以增加所述感光分子之间的距离。
[0008]作为本专利技术的另一个方面，提供了一种光致聚合物材料，包括如上所述的光引发体系、成膜剂、单体以及助剂。
[0009]作为本专利技术的再一个方面，提供了一种光致聚合物薄膜的制备方法，包括：将感光分子与大环分子混合并重结晶，其中，所述大环分子用于包合所述感光分子以增加所述感光分子之间的距离；将成膜剂、共引发剂、经重结晶后的所述感光分子、单体和助剂溶于溶剂中，得到混合感光液；将所述混合感光液在暗室、安全灯下涂敷于载体上，经干燥得到所述光致聚合物薄膜。
[0010]基于上述技术方案，本专利技术的大环分子促进的光引发体系、光致聚合物材料及制备方法至少具有以下有益效果其中之一或其中一部分：
[0011]本专利技术在光引发体系中引入大环分子，可与感光分子结合，具体利用大环分子的空穴或空腔束缚感光分子，从而增加感光分子之间的距离，甚至在感光分子之间呈现出分层组装的形态，可以降低感光分子在聚集态时的自发猝灭，提高感光分子量子产率，进而显著地提高光致聚合物性能，如衍射效率、折射率调制度和感光灵敏度。
附图说明
[0012]图1是本专利技术实施例的衍射效率测试示意图。
具体实施方式
[0013]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术作进一步的详细说明。
[0014]在光引发聚合相关技术中，为克服感光分子在聚集态时因紧密排列而产生的猝灭，可参考的方法有：1)在荧光团上接枝庞大的取代基，但是这种方法非常耗时，需要在每个染料分子上都取代；2)选用具有庞大且扭曲结构的聚集诱导发射染料，但是这类染料选择范围很少。在实现本专利技术的过程中发现，采用一些大环分子包合感光分子的结构，可以通过增加感光分子之间的距离来显著降低感光分子在聚集态如固体薄膜中的自发猝灭，提高感光分子量子产率，从而达到显著提高光致聚合物性能的效果。
[0015]具体而言，根据本专利技术的一些实施例，提供了一种光引发体系，包括大环分子和感光分子，其中大环分子用于包合感光分子以增加感光分子之间的距离。
[0016]在本专利技术的一些实施例中，大环分子可以是环糊精类、柱芳烃类、杯芳烃类、冠醚类、葫芦脲类、阴离子结合大环分子中的一种或多种。
[0017]更具体地，大环分子可以是常见的大环分子，例如β
‑
环糊精、二甲氧基柱[5]芳烃、4
‑
磺酸杯[8]芳烃、二苯并
‑
18
‑
冠
‑
6、葫芦[8]脲等，具有如下结构：
[0018][0019]大环分子也可以是新型的阴离子结合大环分子(anion
‑
binding macrocycles)，可以具有如下结构(a)～(e)中的至少一种：
[0020][0021]其中，R独立地选自H、烷基、烷氧基、烷基酯等给电侧基中的一种或多种的组合。具体地，烷基例如可以是甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基等；烷氧基例如可以是甲氧基、乙氧基、丙氧基等。
[0022]更具体地，大环分子可以具有如下式1～5所示结构：
[0023][0024]在本专利技术的一些实施例中，感光分子在可见光波长范围的特定区域有强吸收，在吸收光能之后通过电子转移或者单纯的能量转移将能量转移给光引发剂，进而使光引发剂生成自由基，但在聚集态环境中时，许多感光分子因为自发猝灭而提前失效，造成在特定记录光源下电子转移程度降低。本专利技术提供的大环分子可以适用于绝大多数感光分子，可选的，感光分子选自金属基络合物和有机染料中的一种或多种。
[0025]具体地，感光分子可以是双查尔酮类化合物、罗丹明类化合物、恶嗪类染料、花青类染料中的一种或多种。更具体地，感光分子可以是(2E，5E)
‑
2，5
‑
双[(4
‑
(二甲氨基)苯基)亚甲基]环戊酮(BDMA)、2，4
‑
双(久洛尼定基甲叉)环戊酮(JAW)、(2E，5E)
‑
2，5
‑
双[(4
‑
(二乙氨基)苯基)亚甲基]环戊酮(BDEA)、氯化
‑
3，6
‑
双(二乙基氨基)
‑9‑
[2
‑
(乙氧基羰基)苯基]占吨翁](罗丹明3B)，3，7
‑
双(二乙基氨基)吩恶嗪
‑5‑
高氯酸盐(恶嗪
‑
1)、3
‑
乙基
‑2‑
[3
‑
(3
‑
乙基
‑
3H
‑
苯并恶唑
‑2‑
亚基)丙
‑1‑
烯基]苯并恶唑六氟磷酸盐(花青)等，具有如下结构：
[0026][0027][0028]在本专利技术的一些实施例中，光引发体系中的大环分子含量取决于感光分子的含量，更具体地，大环分子和感光分子之间的摩尔比为10本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光引发体系，包括大环分子和感光分子，其中所述大环分子用于包合所述感光分子以增加所述感光分子之间的距离。2.根据权利要求1所述的光引发体系，其特征在于，所述大环分子选自环糊精类、柱芳烃类、杯芳烃类、冠醚类、葫芦脲类、阴离子结合大环分子中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的光引发体系，其特征在于，所述大环分子选自β
‑
环糊精、二甲氧基柱[5]芳烃、4
‑
磺酸杯[8]芳烃、二苯并
‑
18
‑
冠
‑
6、葫芦[8]脲、6、葫芦[8]脲、中的一种或多种；其中R独立地选自H、烷基、烷氧基、烷基酯中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的光引发体系，其特征在于，所述感光分子选自金属基络合物和有机染料中的一种或多种。5.根据权利要求4所述的光引发体系，其特征在于，所述感光分子选自双查尔酮类化合物、罗丹明类化合物、恶嗪类染料、花青类染料中的一种或多种。6.根据权利要求1所述的光引发...

【专利技术属性】
技术研发人员：李卫平，史志伟，王予喆，陈海宁，刘慧丛，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：