一种苯乙烯荧光聚合物、制备方法及其应用与流程

本发明涉及一种荧光聚合物、制备方法及其应用，属高分子荧光材料技术领域。

背景技术：

高分子荧光染料是一类具有荧光特性的功能高分子染料（参见文献：付义乐.苯乙烯半菁、一甲川菁染料的合成及性质研究[d].西北大学博士学位论文,2011.）它兼顾高分子材料的易成膜，耐迁移，耐溶剂等性质和小分子荧光染料的染色与荧光性能。

近年来，高分子荧光染料的研究越来越受到人们的关注，在荧光化学传感器、非线性光学装置等领域中都有广泛的应用，如荧光树脂、特殊服装、荧光试剂、光子富集器、闪烁剂和皮革等（参见文献：李凤梅,王兰英,张祖训,等.2-苯乙烯基喹啉染料的无溶剂微波合成[j].有机化学,2004,24(1):50-52.）。

目前，国内外对荧光染料的研究报道多为小分子荧光染料，而聚合荧光染料却甚少涉及。

技术实现要素：

本发明针对现有荧光染料品种有限的不足，提供一种苯乙烯荧光聚合物及其制备方法，并用作荧光染料对织物进行染色。

实现本发明目的的技术方案是提供一种苯乙烯荧光聚合物，它的结构式为：

；

式中，n≥7000。

制备如上所述的苯乙烯荧光聚合物的制备方法，包括如下步骤：

（1）将4-甲基吡啶与4-溴丁烯按摩尔比为1:1～1.2溶于乙醇中，回流反应6～8h，得到4-溴丁烯吡啶溴化盐，其结构式为：

；

（2）将4-溴丁烯吡啶溴化盐与4-二乙氨基苯甲醛按摩尔比为1:1～1.1溶解于乙醇中，以哌啶为催化剂，在温度为80～85℃的条件下回流反应12～24h，得到苯乙烯吡啶溴化盐，其结构式为：

；

（3）将苯乙烯吡啶溴化盐与丙烯酰胺按质量比为1:4～40溶于水中，在n2保护、温度为70～77℃的条件下，滴加偶氮二异丁腈，按质量计，偶氮二异丁腈的用量为单体用量的0.2～0.8%；搅拌反应3～4h，再升温至85～95℃，保温0.5～1h，得到苯乙烯荧光聚合物。

本发明技术方案还包括所述的苯乙烯荧光聚合物的应用，将其作为荧光染料用于对织物的染色。

所述织物包括腈纶、锦纶、羊毛。

与现有技术相比，本发明提供的荧光聚合物，将荧光染料与丙烯酰胺进行聚合，得到大分子荧光染料，具有以下明显的优势：

1、能有效改善小分子荧光染料易迁移，易脱落的缺点。

2、荧光染料的分子量大，生物体不易吸收，危害小，有利于对环境的绿色保护。

3、具有较高的熔点，耐热稳定性明显提高。

附图说明

图1是本发明实施例提供的聚丙烯酰的红外光谱图(atr方法）；

图2是本发明实施例提供的苯乙烯荧光烯聚合物的红外光谱图(atr方法）；

图3是本发明实施例提供的苯乙烯荧光聚合物的荧光光谱图；

图4是本发明实施例提供的苯乙烯荧光聚合物用于腈纶织物染色处理与腈纶原布的反射率曲线对比图；

图5是本发明实施例提供的苯乙烯荧光聚合物用于羊毛织物染色处理与羊毛原布的反射率曲线对比图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明技术方案进一步阐述。

实施例1：

本实施案例提供苯乙烯荧光聚合物的制备方法，具体制备方法包括如下步骤：

（1）4-溴丁烯吡啶溴化盐的制备

将4-甲基吡啶与4-溴丁烯按摩尔比为1:1.1溶于乙醇中，80℃回流反应6h，得4-溴丁烯吡啶溴化盐，结构式为：

。

（2）苯乙烯吡啶溴化盐染料单体的制备

将4-溴丁烯吡啶溴化盐与4-二乙氨基苯甲醛按摩尔比为1:1溶于乙醇中，哌啶为催化剂，80℃回流反应24h，层析提纯，得苯乙烯吡啶溴化盐染料单体，结构式为：

（3）苯乙烯荧光聚合物的制备

将苯乙烯吡啶溴化盐染料与丙烯酰胺按质量比为1:20溶于水中，通入n2，加热至77℃，滴5%的aibn，搅拌反应3h，升温至90℃，保温30min，冷却至室温，透析提纯得苯乙烯荧光聚合物，结构式为：

式中，n的大小与荧光染料的单体和丙烯酰胺的比例有关，荧光染料的用量越高，n越小。

在本实施例的技术方案中，4-甲基吡啶结构式为：；

4-溴丁烯结构式为：；

4-二乙胺基苯甲醛结构式为：；

哌啶结构式为：；

丙烯酰胺结构式为：；

aibn结构式为：。

参见附图1和2，图1是聚丙烯酰胺的红外光谱图（atr方法），图2是苯乙烯聚合物的红外光谱图（atr方法）。由图1聚丙烯酰胺红外光谱可见，3320cm^-1处为游离-nh2的特征吸收峰，3191.77cm^-1处为缔合-nh2的的特征吸收峰，2929.78cm^-1处为亚甲基反对称伸缩变形的特征吸收峰，2866.45cm^-1处为亚甲基对称伸缩变形的特征吸收峰，1646.90cm^-1处为缔合态羰基的特征吸收峰，1604.96cm^-1处为酰胺ii(n-h弯曲震动）的特征吸收峰。图2中3321.65cm^-1处为游离-nh2的特征吸收峰，3208.59cm^-1处为缔合-nh2的的特征吸收峰，2920.00cm^-1处为亚甲基反对称伸缩变形的特征吸收峰，2866.45cm^-1处为亚甲基对称伸缩变形的特征吸收峰，1649.59cm^-1处为c=c的特征吸收峰，1616.86cm^-1处为酰胺ii(n-h弯曲震动）的特征吸收峰,1575.21cm^-1处为苯环的特征吸收峰，1453.22cm^-1处为吡啶环的特征吸收峰。

参见附图3，它是本实施例提供的苯乙烯荧光聚合物水溶液的荧光光谱图，苯乙烯荧光聚合物当用506nm的光激发时其最大发射波长为598nm。

将本实施例制备的苯乙烯荧光聚合物用于腈纶织物染色。

参见附图4，它是本实施例提供的苯乙烯荧光聚合物用于对腈纶织物浸轧处理后布样与腈纶原布的反射率曲线对比图；由反射率曲线可以看出，腈纶浸轧布样最大反射率明显高于国家对荧光染料的要求。

将本实施例制备的苯乙烯荧光聚合物用于对锦纶织物进行浸轧烘染色处理，采用三浸三轧工艺，100℃烘干后，具有与腈纶相同的荧光染色效果。

将本实施例制备的苯乙烯荧光聚合物用于对羊毛进行染色处理，参见图5，它是羊毛原布布样与经苯乙烯荧光聚合物浸轧处理得到的羊毛布样的反射率曲线对比图，由反射率曲线可以看出，羊毛浸轧布样最大反射率明显高于国家对荧光染料的要求。