【摘 要】
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塑料薄膜的图案化是塑料包装的重要环节,对于提升塑料包装产品的附加值及品牌形象具有重要意义。但由于印刷的图案难以清除,目前广泛使用的图案化塑料难以回收、不便再使用,产生的塑料垃圾已引起严重的环境问题;同时,目前广泛使用的图案化塑料易被伪造,难以满足高端塑料包装的防伪要求。为此,本文设计了一种具有可逆擦写功能、可回收的聚二炔（PDA）/聚碳酸亚丙酯（PPC）塑料薄膜,并与具有防伪功能的上转换纳米粒子复
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塑料薄膜的图案化是塑料包装的重要环节,对于提升塑料包装产品的附加值及品牌形象具有重要意义。但由于印刷的图案难以清除,目前广泛使用的图案化塑料难以回收、不便再使用,产生的塑料垃圾已引起严重的环境问题;同时,目前广泛使用的图案化塑料易被伪造,难以满足高端塑料包装的防伪要求。为此,本文设计了一种具有可逆擦写功能、可回收的聚二炔（PDA）/聚碳酸亚丙酯（PPC）塑料薄膜,并与具有防伪功能的上转换纳米粒子复合,调控了图案在近红外光下的发光行为。首先,将带有羧基的二炔单体10,12-二十五烷二炔酸（PCDA）与PPC均匀混合,热压成膜,并在紫外光辐照下通过PCDA的光诱导拓扑化学聚合反应制备PDA/PPC塑料薄膜。一定强度的紫外光辐照后,PDA的外观为蓝色;加热到一定温度后,PDA的构象发生改变,呈现红色,利用PDA的这种光/热响应特性在PDA/PPC塑料薄膜上实现了图案的可逆擦写,可逆擦写次数不少于17次,且图案信息在正常环境条件下可保存9个月。紫外可见吸收光谱、荧光光谱、分子动力学模拟以及热致变色实验结果表明:PCDA与PPC之间较强的氢键作用可促进PCDA的分子组装及拓扑化学聚合反应,从而将PDA的热致变色温度提高到90℃,与PDA本体相比提高了50%。热失重分析和差示扫描量热分析结果表明:与PPC相比,PDA/PPC塑料薄膜的玻璃化温度（34.1℃）和起始分解温度（262.4℃）分别提高了33.2%和49.9%。所制备的PDA/PPC塑料薄膜可通过热压成型的方式回收再使用,且具有良好的拉伸性能。其次,合成了直径为10.7±1.1 nm、但上转换发光颜色分别为蓝色、绿色和红色的核壳结构型上转换纳米粒子（UCNP）,与PCDA/PPC复合并通过PCDA的光诱导拓扑化学聚合反应制得PDA/PPC/UCNP复合塑料薄膜,赋予塑料薄膜上转换发光功能。基于PDA与UCNP之间的F（?）ster共振能量转移,选用不同发光颜色的UCNP调控复合塑料薄膜在980 nm近红外光下的图案颜色。当PCDA/PPC/UCNP的质量比为5:50:4时,复合塑料薄膜的图案化效果最优。所制备的PDA/PPC/UCNP复合塑料薄膜不仅能够在可见光下显示清晰的图案,还可在980 nm激光下显示颜色可调的图案,可提升塑料薄膜的防伪安全性。
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