论文部分内容阅读
智能响应性材料能感受来自外界环境(如光、pH值、温度、离子强度、溶剂等)的刺激,并实时改变自身性能参数而产生响应性,导致某些物理或化学性质的显著变化。在所有的外界刺激中,光源具有清洁、安全、易于控制、高效等优点,光响应性材料的研究已成为近年来广为关注的热点之一。光响应的基本单元主要有偶氮苯、俘精酸酐、二芳基乙烯、1,2-二苯乙烯和螺吡喃等,而偶氮苯是目前研究较广泛,也是光响应较好的单元。本文主要研究基于偶氮苯的智能材料,研究内容如下:1、光和pH双响应的纳米材料的合成及表征合成一种具有光和pH双响应的功能单体4-氨基-4′-甲基丙烯酰氨基偶氮苯(简称AMAB),探索AMAB的合成条件,用NMR, UV-Vis对AMAB的结构进行了确证。在AIBN的引发下,通过沉淀聚合的方法将AMAB与十字交联剂TRIM聚合,得到一种新的智能高分子纳米材料。讨论了TRIM和AMAB的物质的量比例对光响应性能的影响,制备了系列的功能高分子材料,筛选出性能最优的高分子纳米聚合材料。此材料同样具有良好的光响应性能,可以光照射重复响应六个循环后,未见其对光的“疲劳性”。在pH=-1至2之间,有良好的pH响应性能。2、光和pH响应的水溶胶材料的合成与表征合成一种水溶性十字交联剂三甲基丙烯酸乙酯胺(TMAEA),用NMR对其结构进行了证实。在过二硫酸钾的引发下,通过沉淀聚合的方法将AMAB与TMAEA聚合反应,制备出一种新的水溶胶纳米材料。讨论了聚合反应条件及TMAEA和AMAB的物质的量对聚合物光响应性能的影响,得到了一系列的水溶胶材料,筛选出了性能最优的水溶胶材料。这种新材料可在水中实现光致异构化,弥补了已经报道的偶氮苯类材料只能在有机溶剂或者有机溶剂与水的混合溶剂中才能实现光致异构化的缺陷。该水溶胶材料在10个光循环过程后未见其对光的“疲劳性”。在pH=-1至2之间具有良好的pH响应性能。3、多羧基三维配合物的合成及性能探索主要合成了多羧基功能单体3,3′,5,5′-四羧基偶氮苯(简称AB4)和对羧基偶氮苯(简称AB2)两种偶氮苯配体,用NMR、CHN和MS等证实了它们的结构。与金属离子配位形成三维配合物,对配合物的性质及其结构进行了研究。功能单体与金属离子以及溶剂分子以配位键生成三维结构,随溶剂、反应温度等的变化而变化。因此,这些配合物可能会表现出一些新的功能。