本发明专利技术属于高分子材料制备领域，具体涉及到含偶氮基团和荧光基团的聚芳醚材料、该类型偶氮荧光聚芳醚薄膜的制备方法及在制备表面起伏光栅和荧光图案方面的应用。聚芳醚材料组分及按质量配比为侧链含有羧基或者磺酸基的聚合物∶含偶氮基团聚合物∶荧光基团＝７８～９４∶２０～５∶２～０．５。本发明专利技术将含有偶氮基团和荧光基团的主客体型偶氮荧光聚合物旋涂在基底上，在偏振激光照射下可以形成光诱导表面起伏光栅。用紫外光激发，通过荧光显微镜或共聚焦荧光显微镜即可观测到规则的荧光图案。可以通过改变荧光生色团的种类改变荧光图案的颜色。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高分子材料制备领域，具体涉及到主客体型含有偶氮基团和荧光基团的聚芳醚材料、该偶氮荧光聚芳醚的制备方法及在制备表面起伏光栅和荧光图案方面的应用。
技术介绍
聚芳醚是一类性能优异的特种工程塑料，具有耐热等级高、耐辐射、冲击强度高、耐磨性和耐疲劳性好、阻燃、电性能优异等特点。广泛应用于航空航天、机械、化工和微电子等许多领域。近年来随着材料科学的飞速发展，对高性能聚合物材料的进一步功能化成为一个新的研究方向，而将高分子材料功能化的一个最主要的手段就是将具有功能性的基团引入到聚合物当中。含偶氮基团高分子材料具有光响应特性，因而使其应用广泛，可作为光开关材料，光存储材料，光折变材料等。该类型偶氮聚合物薄膜在偏振干涉激光照射下可以形成表面起伏光栅图案(A. Natansohn等Chem. Rev. 2002， 102， 4139.)。近年来，微纳米图案化的荧光材料在光子学、光电子学、全光显示器以及其他相关领域有广阔的应用前景，引起了人们广泛的关注(N. Lu等Adv. Mater. 2007,19,2119; U.S. Pat.No.5,871,709;中国专利CN 1844300A)。为了得到图案化的荧光材料，科技工作者专利技术了很多技术和方法，如微接触印刷法、微纳米热压印法、喷墨打印法、掩膜蒸镀法和干法刻蚀等。然而大多数的方法需要借助复杂的仪器与技术，并且需要多步才能实现荧光分子的图案化，同时所得到的图案是不可逆的。这在一定程度上限制了它们的大规模使用。lshow等第一次通过将全息技术与荧光技术结合来制备了可逆的荧光微图案(E. lshow等丄Am. Chem. Soc. 2007, 129,8970-1.)。他们通过真空蒸镀的方式将具有荧光性质的小分子和含有偶氮基团的分子依次蒸镀到基底上组成双层分子膜，利用在上层的偶氮分子在干涉激光下可以形成可逆的微结构表面起伏光栅，同时该偶氮分子对荧光小分子的荧光发射具有吸收的特性，在不同起伏深度的表面对荧光吸收的程度不同，实现了荧光分子可逆图案化。
技术实现思路
本专利技术的目的是制备了一种主客体含有偶氮基团和荧光基团的聚芳醚，通过全息光诱导表面起伏光栅技术制备了荧光颜色可调的荧光光栅图案，提供一种新的方法来将荧光分子进行图案化。本专利技术的一种含偶氮基团和荧光基团的聚芳醚材料，其组分及按质量配比为侧链含有羧基或者磺酸基的聚合物含偶氮基团聚合物荧光基团=78~94:20~5: 2~0.5;所述的荧光基团是罗丹明B或八羟基喹啉铝。侧链含有羧基或者磺酸基的聚合物可以是侧链含有羧基的聚芳醚；含偶氮基团聚合物可以是4， 4-二羟基偶氮苯基二苯砜。侧链含有羧基的聚芳醚、4， 4-二羟基偶氮苯基二苯砜、罗丹明B、八羟基喹啉铝的结构式如下A、 B、 C、 D所示结构式中n=l~1000。本专利技术含偶氮基团和荧光基团的聚芳醚材料可以以薄膜形态存在，以方便其在制备表面起伏光栅和荧光图案方面的应用。本专利技术的含偶氮基团和荧光基团的聚芳醚材料的制备方法是，将按质量比为78~94 : 20~5 : 2 0.5的侧链含有羧基或者磺酸基的聚合物、含偶氮基团聚合物和荧光基团溶解于环己酮中，溶液的质量分数为5~15%，过滤后旋涂在基底表面上；升温至12CTC后恒温干燥8 14小时，再真空干燥6 12小时得到含偶氮基团和荧光基团的聚芳醚薄膜材料。所述的基底可以为普通玻璃、石英、ITO玻璃或者金属等。其中各聚合物质量比、环己酮溶液浓度、旋涂速度可以根据需要调节；可以通过控制溶液浓度和旋涂速度来调节聚合物薄膜的厚度。一种含偶氮基团和荧光基团的聚芳醚材料应用于制备表面起伏光栅和荧光图案。5所述的制备表面起伏光栅和荧光图案，其制备方法包括如下的步骤1、 荧光偶氮聚合物薄膜的制备。2、 图案化薄膜表面的制备将主客体型偶氮荧光聚芳醚薄膜在偏振干涉激光照射下形成表面起伏光栅。3、 荧光图案的制备用紫外光激发上一步所制备的图案化薄膜表面，通过荧光显微镜或共聚焦荧光显微镜即可观测到规则的荧光图案。可以通过改变荧光生色团的种类改变荧光图案的颜色。具体的表面起伏光栅的制备方法，有荧光偶氮聚合物薄膜的制备、图案化表面起伏光栅的制备过程；所述的荧光偶氮聚合物薄膜的制备，将侧链含有羧基或者磺酸基的聚合物含偶氮基团聚合物荧光基团按质量比78~94: 20~5: 2-0.5溶解于环己酮溶液中，溶液的质量分数为5~15%，过滤后旋涂在基底表面上；升温至12(TC后恒温干燥8 14小时，再真空干燥6 12小时。所述的图案化表面起伏光栅的制备，是将荧光偶氮聚合物薄膜在偏振干涉的强度为40 120mw/cm2的355纳米激光照射下，形成表面起伏光栅，照射时间为10~100秒。该表面起伏光栅热稳定性良好并且可逆擦写。光栅的周期和调制深度可以通过控制两束光的夹角和光照时间与激光强度来实现。可以通过将光栅薄膜加热到聚合物玻璃化转变温度以上或者用单光束圆偏振激光照射将光栅进行擦除。具体原理参见A. Natansohn等Chem. Rev. 2002， 102， 4139。具体的荧光图案的制备方法，有荧光偶氮聚合物薄膜的制备、图案化表面起伏光栅的制备和荧光图案的制备过程；所述的荧光偶氮聚合物薄膜的制备和图案化表面起伏光栅的制备，过程与表面起伏光栅的制备过程相同；所述的荧光图案的制备，用紫外光激发图案化表面起伏光栅，通过荧光显微镜或共聚焦荧光显微镜即可观测到规则的荧光图案。可以通过改变荧光基团的种类改变荧光图案的颜色。本专利技术公开了一种新的含偶氮基团和荧光基团的聚合物材料，通过分子间相互作用将具有荧光性的小分子与偶氮基团引入到侧链含有羧基的聚芳醚中；并经旋涂得到主客体含有偶氮基团和荧光基团的聚芳醚薄膜。该聚芳醚薄膜在干涉激光照射下形成表面起伏光栅，在紫外光照射下，通过荧光显微镜或者共聚焦荧光显微镜就可以得到具有光栅结构的荧光图案。本专利技术可以通过改变荧光分子的类型，实现不同荧光色彩的图案。该方法所制备的主客体型偶氮荧光聚芳醚荧光图案化在全息光存储、发光器件或显示器中有着广泛的应用前景。620附图说明图1:主客体含有偶氮基团和荧光基团聚芳醚全息法制备荧光图案示意图；图2:主客体含有偶氮基团和荧光基团(红色)聚芳醚薄膜的紫外吸收光谱;图3:主客体含有偶氮基团和荧光基团(红色)聚芳醚薄膜的激发和荧光发射光谱；图4:主客体含有偶氮基团和荧光基团(红色)聚芳醚的原子力显微镜图；图5:主客体含有偶氮基团和荧光基团(红色)聚芳醚的光学显微镜图；图6:主客体含有偶氮基团和荧光基团(红色)聚芳醚的荧光显微镜图；图7:主客体含有偶氮基团和荧光基团(红色)聚芳醚的共聚焦荧光显微镜图8:主客体含有偶氮基团和荧光基团(绿色)聚芳醚薄膜的荧光光谱图；图9:主客体含有偶氮基团和荧光基团(绿色)聚芳醚的光学显微镜图；图10:主客体含有偶氮基团和荧光基团(绿色)聚芳醚的荧光显微镜图。具体实施例方式下面通过实施例来进一步阐明本专利技术方法及其应用，而不是要用这些实施来限制本专利技术。本专利技术采用的含偶氮基团和荧光基团的聚芳醚来进行荧光图案的制备，可以通过改变荧光基团的种类来调节光栅的荧光色彩。本方法同样适合其它的含偶氮基团和荧光基团的聚合物制备荧光图案。实施例1:结合图1说明本专利技术制备荧光图案的过程本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种含偶氮基团和荧光基团的聚芳醚材料，其特征在于，组分及按质量配比为侧链含有羧基或者磺酸基的聚合物∶含偶氮基团聚合物∶荧光基团＝７８～９４∶２０～５∶２～０．５；所述的荧光基团是罗丹明Ｂ或八羟基喹啉铝。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：姜振华，陈兴波，张海博，刘佰军，关绍巍，张静静，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：82[中国|长春]
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