【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及荧光水凝胶的制备领域，具体是一种基于aie的高拉伸sp/h8ettb双网络可逆变色水凝胶的制备及应用，该水凝胶具有光致发光、可逆光致变色和高拉伸的特性。
技术介绍
1、荧光凝胶除了具有凝胶结构固有的软组织仿生结构、优异的生物相容性、良好的力学性能，还具有额外的发光特性，使其对生物医药、光学防伪、信息加密等领域具有重大的吸引力。然而传统的荧光材料由于聚集导致猝灭现象（acq），因此荧光凝胶的应用很大程度上被限制。但是在2001年唐本忠院士团队发现了与 acq 完全相反的聚集诱导发射（aie）现象即在高浓度下分子内运动受限，限制了非辐射跃迁，促进了辐射跃迁的发生，导致荧光增强。因此聚集诱导发射（aie）水凝胶近年来被广泛研究。aie分子具有高发射效率、优异的光稳定性和灵敏度，并在聚集状态下表现出增强的荧光特性。 因此，与传统的荧光基团相比，将aie分子引入凝胶网络中，即使在高浓度下，也更有可能形成具有增强光强度的稳定荧光凝胶。在物理或化学上嵌入凝胶网络中的aie分子内运动受到限制，导致用aie水凝胶的发射增强。
2、近年来，通过科研工作者的不断探索，越来越多的aie水凝胶被研发出世，这些aie水凝胶可以对光、ph、温度和溶剂等刺激产生响应，但是将多种刺激集于一体的aie水凝胶仍旧较少。其中，四苯基乙烯、苯基取代噻咯、苯基乙烯蒽等是常用的aie分子，四苯基乙烯具有合成简单、便于衍生和稳定性好等优点被广泛关注。在此我们选用四[4-(3,5-二羧基苯基)]四苯基乙烯（h8ettb）作为aie分子，其作为四苯基乙烯
3、我们选用螺吡喃（sp）作为功能性荧光填料，螺吡喃是一个对光、ph和温度等多种刺激响应的荧光分子，其在紫外光照射或加热下，可以从无色闭环sp结构转变为有色开环部花青结构mc。在可见光的作用下，开环结构又能回复到闭环结构。由于mc结构极其不稳定，因此mc结构会很快变为 sp 结构，这使得螺吡喃具有极快的变色速度。
4、将具有多重刺激响应的螺吡喃分子引入aie水凝胶网络中，通过将螺吡喃引入aie水凝胶中，有望构建一种基于aie的可逆变色水凝胶，拓宽aie水凝胶在生物医学、光学防伪、信息加密等领域的应用。
技术实现思路
1、本专利技术为了解决多种刺激集于一体的aie水凝胶仍旧较少的问题，提供了一种基于aie的高拉伸sp/h8ettb双网络可逆变色水凝胶的制备及应用。
2、本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种基于aie的高拉伸螺吡喃/四[4-(3,5-二羧基苯基)]四苯基乙烯双网络可逆变色水凝胶的制备方法，包括如下步骤：
3、（1）制备聚乙烯醇/羧甲基壳聚糖水凝胶浓缩液
4、将聚乙烯醇搅拌溶解于去离子水中，静置至无气泡；将羧甲基壳聚糖搅拌溶解于去离子水中；然后将羧甲基壳聚糖溶液倒入聚乙烯醇溶液中，将混合液加热搅拌以蒸发水分，静置除去气泡，得到浓缩液；
5、（2）制备聚乙烯醇/羧甲基壳聚糖/螺吡喃/四[4-(3,5-二羧基苯基)]四苯基乙烯浓缩液
6、将四[4-(3,5-二羧基苯基)]四苯基乙烯、螺吡喃分别加入到n,n-二乙基甲酰胺中，超声混合，得到四[4-(3,5-二羧基苯基)]四苯基乙烯和螺吡喃的混合溶液；将四[4-(3,5-二羧基苯基)]四苯基乙烯和螺吡喃的混合溶液加入到步骤（1）中的浓缩液中，室温搅拌，静置除去气泡，得到四[4-(3,5-二羧基苯基)]四苯基乙烯和螺吡喃的浓缩液；
7、（3）制备聚乙烯醇/羧甲基壳聚糖/螺吡喃/四[4-(3,5-二羧基苯基)]四苯基乙烯水凝胶
8、将四[4-(3,5-二羧基苯基)]四苯基乙烯和螺吡喃的浓缩液挤入模具中，将模具置于-40℃冷冻12h，然后置于室温环境下下融解12h，重复冷冻以及融解三次，得到聚乙烯醇/羧甲基壳聚糖/螺吡喃/四[4-(3,5-二羧基苯基)]四苯基乙烯水凝胶。
9、作为本专利技术制备方法技术方案的进一步改进，所述步骤（3）能够替换为：
10、将四[4-(3,5-二羧基苯基)]四苯基乙烯和螺吡喃的浓缩液在平板涂布成薄膜，在室温下放置，即可得到聚乙烯醇/羧甲基壳聚糖/螺吡喃/四[4-(3,5-二羧基苯基)]四苯基乙烯水凝胶。
11、作为本专利技术制备方法技术方案的进一步改进，所述聚乙烯醇、羧甲基壳聚糖、四[4-(3,5-二羧基苯基)]四苯基乙烯和螺吡喃的投料比为10000：2500：5：5-15。
12、作为本专利技术制备方法技术方案的进一步改进，所述四[4-(3,5-二羧基苯基)]四苯基乙烯的量以mg计、n,n-二乙基甲酰胺的量以ml计，所述四[4-(3,5-二羧基苯基)]四苯基乙烯与n,n-二乙基甲酰胺的比例为5mg：2ml。
13、作为本专利技术制备方法技术方案的进一步改进，步骤（1）中，聚乙烯醇搅拌溶解于95℃去离子水中，羧甲基壳聚糖搅拌溶解于60℃去离子水。
14、作为本专利技术制备方法技术方案的进一步改进，步骤（1）中，将羧甲基壳聚糖溶液倒入聚乙烯醇溶液中获得的混合液是在60℃下搅拌以蒸发水分。
15、本专利技术还提供了基于aie的高拉伸螺吡喃/四[4-(3,5-二羧基苯基)]四苯基乙烯双网络可逆变色水凝胶的制备方法制备获得的聚乙烯醇/羧甲基壳聚糖/螺吡喃/四[4-(3,5-二羧基苯基)]四苯基乙烯水凝胶在可逆光致变色中的应用。
16、本专利技术进一步提供了基于aie的高拉伸螺吡喃/四[4-(3,5-二羧基苯基)]四苯基乙烯双网络可逆变色水凝胶的制备方法制备获得的聚乙烯醇/羧甲基壳聚糖/螺吡喃/四[4-(3,5-二羧基苯基)]四苯基乙烯水凝胶在ph变色中的应用。
17、本专利技术进一步提供了基于aie的高拉伸螺吡喃/四[4-(3,5-二羧基苯基)]四苯基乙烯双网络可逆变色水凝胶的制备方法制备获得的聚乙烯醇/羧甲基壳聚糖/螺吡喃/四[4-(3,5-二羧基苯基)]四苯基乙烯水凝胶在不同水分数的水/def溶液中变色的应用。
18、本专利技术进一步提供了基于aie的高拉伸螺吡喃/四[4-(3,5-二羧基苯基)]四苯基乙烯双网络可逆变色水凝胶的制备方法制备获得的聚乙烯醇/羧甲基壳聚糖/螺吡喃/四[4-(3,5-二羧基苯基)]四苯基乙烯水凝胶作为防伪标签的应用。
19、本专利技术与
技术介绍
相比具有明显先进性，是以聚乙烯醇、羧甲基壳聚糖、螺吡喃和四[4-(3,5-二羧基苯基)]四苯基乙烯为原料，首先通过物理交联作用得到了生物可降解的聚乙烯醇/羧甲基壳聚糖网络骨架，以具有多刺激响应特性的螺吡喃和具有聚集诱导发射特性的四[4-(3,5-二羧基苯基)]四苯基乙烯为发光填料，与聚乙烯醇/羧甲基壳聚糖凝胶网络构建了光致发光、可逆变色的高拉伸水凝胶。本专利技术制备工艺简便，为获得高拉伸性、优异可逆变色性能的水凝胶提供了新思路。
【技术保护点】
1.一种基于AIE的高拉伸螺吡喃/四[4-(3,5-二羧基苯基)]四苯基乙烯双网络可逆变色水凝胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于AIE的高拉伸螺吡喃/四[4-(3,5-二羧基苯基)]四苯基乙烯双网络可逆变色水凝胶的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）能够替换为：
3.根据权利要求1或2所述的基于AIE的高拉伸螺吡喃/四[4-(3,5-二羧基苯基)]四苯基乙烯双网络可逆变色水凝胶的制备方法，其特征在于，所述聚乙烯醇、羧甲基壳聚糖、四[4-(3,5-二羧基苯基)]四苯基乙烯和螺吡喃的投料比为10000：2500：5：5-15。
4.根据权利要求1或2所述的基于AIE的高拉伸螺吡喃/四[4-(3,5-二羧基苯基)]四苯基乙烯双网络可逆变色水凝胶的制备方法，其特征在于，所述四[4-(3,5-二羧基苯基)]四苯基乙烯的量以mg计、N,N-二乙基甲酰胺的量以ml计，所述四[4-(3,5-二羧基苯基)]四苯基乙烯与N,N-二乙基甲酰胺的比例为5mg：2ml。
5.根据权利要求1或2所述的基于AIE的高拉伸螺吡喃
6.根据权利要求1或2所述的基于AIE的高拉伸螺吡喃/四[4-(3,5-二羧基苯基)]四苯基乙烯双网络可逆变色水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，将羧甲基壳聚糖溶液倒入聚乙烯醇溶液中获得的混合液是在60℃下搅拌以蒸发水分。
7.权利要求1或2所述基于AIE的高拉伸螺吡喃/四[4-(3,5-二羧基苯基)]四苯基乙烯双网络可逆变色水凝胶的制备方法制备获得的聚乙烯醇/羧甲基壳聚糖/螺吡喃/四[4-(3,5-二羧基苯基)]四苯基乙烯水凝胶在可逆光致变色中的应用。
8.权利要求1或2所述基于AIE的高拉伸螺吡喃/四[4-(3,5-二羧基苯基)]四苯基乙烯双网络可逆变色水凝胶的制备方法制备获得的聚乙烯醇/羧甲基壳聚糖/螺吡喃/四[4-(3,5-二羧基苯基)]四苯基乙烯水凝胶在pH变色中的应用。
9.权利要求1或2所述基于AIE的高拉伸螺吡喃/四[4-(3,5-二羧基苯基)]四苯基乙烯双网络可逆变色水凝胶的制备方法制备获得的聚乙烯醇/羧甲基壳聚糖/螺吡喃/四[4-(3,5-二羧基苯基)]四苯基乙烯水凝胶在不同水分数的水/DEF溶液中变色的应用。
10.权利要求1或2所述基于AIE的高拉伸螺吡喃/四[4-(3,5-二羧基苯基)]四苯基乙烯双网络可逆变色水凝胶的制备方法制备获得的聚乙烯醇/羧甲基壳聚糖/螺吡喃/四[4-(3,5-二羧基苯基)]四苯基乙烯水凝胶作为防伪标签的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种基于aie的高拉伸螺吡喃/四[4-(3,5-二羧基苯基)]四苯基乙烯双网络可逆变色水凝胶的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于aie的高拉伸螺吡喃/四[4-(3,5-二羧基苯基)]四苯基乙烯双网络可逆变色水凝胶的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）能够替换为：
3.根据权利要求1或2所述的基于aie的高拉伸螺吡喃/四[4-(3,5-二羧基苯基)]四苯基乙烯双网络可逆变色水凝胶的制备方法，其特征在于，所述聚乙烯醇、羧甲基壳聚糖、四[4-(3,5-二羧基苯基)]四苯基乙烯和螺吡喃的投料比为10000：2500：5：5-15。
4.根据权利要求1或2所述的基于aie的高拉伸螺吡喃/四[4-(3,5-二羧基苯基)]四苯基乙烯双网络可逆变色水凝胶的制备方法，其特征在于，所述四[4-(3,5-二羧基苯基)]四苯基乙烯的量以mg计、n,n-二乙基甲酰胺的量以ml计，所述四[4-(3,5-二羧基苯基)]四苯基乙烯与n,n-二乙基甲酰胺的比例为5mg：2ml。
5.根据权利要求1或2所述的基于aie的高拉伸螺吡喃/四[4-(3,5-二羧基苯基)]四苯基乙烯双网络可逆变色水凝胶的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，聚乙烯醇搅拌溶解于95℃去离子水中，羧甲基壳聚糖搅拌溶解于60℃去离子水。
6.根据权利要求1或2所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：李洁，刘晶，杨沙沙，曹杨，刘琦，王杰，韩晶，李迎春，王文生，
申请(专利权)人：中北大学，
类型：发明
国别省市：
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