含丙烯酸酯类功能基多面体低聚倍半硅氧烷稀土配合物的发光聚丙烯酸类材料的合成方法_2

文档序号:9660072阅读:来源:国知局
单,同时丙烯酸酯类功能基多面体低聚倍半硅氧烷既可以和稀土元素直接发生配位作用,又可以与丙烯酸类类单体发生共聚反应,有利于丙烯酸酯类功能基多面体低聚倍半硅氧烷稀土配合物的在聚合物基质中的均匀分散。最终得到的高透光性的发光聚丙烯酸类材料热稳定也更好。
[0030]4、本发明合成步骤简单,条件温和,无需任何添加剂,条件易于控制,合成设备易于搭建,产物易于处理,便于工业化应用。
【附图说明】
[0031]图1为实施例1中步骤(1)所得的甲基丙烯酸甲酯基多面体低聚倍半硅氧烷稀土铽配合物和步骤(2)所得的含甲基丙烯酸甲酯基多面体低聚倍半硅氧烷稀土铽配合物的发光聚甲基丙烯酸甲酯的红外光谱图;
[0032]图2为实施例1中所得的含甲基丙烯酸甲酯基多面体低聚倍半硅氧烷稀土铽配合物的发光聚甲基丙烯酸甲酯和纯聚甲基丙烯酸甲酯的热失重曲线;
[0033]图3为实施例1中步骤(1)所得的甲基丙烯酸甲酯基多面体低聚倍半硅氧烷稀土铽配合物和步骤(2)所得的含甲基丙烯酸甲酯多面体低聚倍半硅氧烷稀土铽配合物的发光聚甲基丙烯酸甲酯的荧光激发光谱图和发射光谱图。
[0034]图4为实施例1中所得的含甲基丙烯酸甲酯多面体低聚倍半硅氧烷稀土铽配合物的发光聚甲基丙烯酸甲酯的超薄切片在不同倍率下的透射电子显微镜图。
【具体实施方式】
[0035]下面通过具体实施例并结合附图对本发明进一步说明,但本发明的保护范围并不受限于这些实施例。
[0036]利用本发明所得产物的结构、热稳定性、发光性及材料的均一性可以分别用红外光谱(FTIR)、热重分析(TGA)、荧光光谱(PL)及透射电子显微镜(TEM)等进行表征。
[0037]本发明的各实施例中所用的原料,为常规市购原料或按照参考文献方法合成得到。
[0038]其中,丙烯酸酯类功能基多面体低聚倍半硅氧烷具有如下结构:
[0039 ] (Si01.5)n( CH2CH2CH2OCOCHCH2) η
[0040]或者
[0041 ] (S i Οι.5) η (CH2 CH2 CH2OCOC (CH3) CH2) η,η = 8、10 或 12;
[0042]参见Li,L.; Liang,R.; Li,Y.; Liu,Η.;Feng,S.,Hybrid th1l-ene networknanocomposites based on multi (meth)acrylate P0SS.Journal of colloid andinterface science 2013,406,30-6.制得。
[0043]实施例1
[0044]一种含丙烯酸酯类功能基多面体低聚倍半硅氧烷稀土配合物的发光聚丙烯酸类材料的合成方法,包括步骤如下:
[0045](1)丙烯酸酯类功能基多面体低聚倍半硅氧烷稀土配合物的制备
[0046]将0.388g硝酸铽放入称量瓶中,加入20mL四氢呋喃,搅拌溶液至硝酸铽完全溶解后,称取0.612g丙烯酸酯类功能基多面体低聚倍半硅氧烷,室温下搅拌l-10h,将所得的反应液旋转蒸发,得到的化合物即为丙烯酸酯类功能基多面体低聚倍半硅氧烷稀土铽配合物。
[0047]所述的丙烯酸酯类功能基多面体低聚倍半硅氧烷为八甲基丙烯酸甲酯基低聚倍半硅氧烷、十甲基丙烯酸甲酯基低聚倍半硅氧烷和十二甲基丙烯酸甲酯基低聚倍半硅氧烷的混合物。
[0048](2)含丙烯酸酯类功能基多面体低聚倍半硅氧烷稀土配合物的发光聚丙烯酸类材料的制备
[0049]将0.05g步骤(1)所得到的丙烯酸酯类功能基多面体低聚倍半硅氧烷稀土铽配合物溶于lmL四氢呋喃中,然后将其加入到1.00g甲基丙稀酸甲酯单体中,室温搅拌5-10min,减压除去溶剂,加入0.02g过氧化苯甲酰,进行原位本体聚合反应。聚合反应过程为于鼓风干燥箱中60°C保持2h,70°C保持2h,90°C保持36h,100°C保持lh。最终得到了透明的含丙烯酸酯类功能基多面体低聚倍半硅氧烷稀土铽配合物的发光聚甲基丙烯酸甲酯。
[0050]采用Bruker TENS0R-27型红外光谱仪对上述步骤(1)所得的甲基丙烯酸甲酯基多面体低聚倍半硅氧烷稀土铽配合物和步骤(2)所得的含甲基丙烯酸甲酯基多面体低聚倍半硅氧烷稀土铽配合物的发光聚甲基丙烯酸甲酯的结构进行表征,以甲基丙烯酸甲酯基多面体低聚倍半硅氧烷为参照,所得的红外图谱如图1所示。图1中a曲线为甲基丙烯酸甲酯基多面体低聚倍半硅氧烷的红外谱图,b曲线为甲基丙烯酸甲酯基多面体低聚倍半硅氧烷稀土铽配合物的红外谱图,c曲线为含甲基丙烯酸甲酯基多面体低聚倍半硅氧烷稀土铽配合物的发光聚甲基丙烯酸甲酯的红外谱图。从图1中的b曲线可以看出硝酸铽和甲基丙烯酸甲酯基多面体低聚倍半硅氧烷的特征峰均能显现,由此表明甲基丙烯酸甲酯基多面体低聚倍半硅氧烷与硝酸铽成功配位。
[0051 ]采用Mettler-Toledo TGA/DSC热失重分析仪(40_800°C,10°C/min,N2)对上述步骤(2)所得的含甲基丙烯酸甲酯基多面体低聚倍半硅氧烷稀土铽配合物的发光聚甲基丙烯酸甲酯的热稳定性进行了表征,以纯的聚甲基丙烯酸甲酯为对照,所得的热失重曲线如图2所示。图2中a曲线为纯聚甲基丙烯酸甲酯的热失重曲线,b曲线为含甲基丙烯酸甲酯基多面体低聚倍半硅氧烷稀土铽配合物的发光聚甲基丙烯酸甲酯的热失重曲线。从图2可以看出含甲基丙烯酸甲酯基多面体低聚倍半硅氧烷稀土铽配合物的发光聚甲基丙烯酸甲酯比纯聚甲基丙烯酸甲酯的初始分解温度高,分解曲线也更缓慢,由此表明了含甲基丙烯酸甲酯基多面体低聚倍半硅氧烷稀土铽配合物的发光聚甲基丙烯酸甲酯比纯聚甲基丙烯酸甲酯的热稳定性好。
[0052]采用HITACHI F-7000型荧光光谱仪对上述步骤(1)所得到的所得的甲基丙烯酸甲酯基多面体低聚倍半硅氧烷稀土铽配合物和步骤(2)所得的含甲基丙烯酸甲酯基多面体低聚倍半硅氧烷稀土铽配合物的发光聚甲基丙烯酸甲酯进行测定。所得的发射谱图如图3所示。图3中a曲线为甲基丙烯酸甲酯基多面体低聚倍半硅氧烷稀土铽配合物的荧光光谱,b曲线为含甲基丙烯酸甲酯基多面体低聚倍半硅氧烷稀土铽配合物的发光聚甲基丙烯酸甲酯的荧光光谱。从图3中可以看出步骤(1)所得的甲基丙烯酸甲酯基多面体低聚倍半硅氧烷稀土铽配合物和步骤(2)所得的含甲基丙烯酸甲酯基多面体低聚倍半硅氧烷稀土铽配合物的发光聚甲基丙烯酸甲酯均出现了铽离子的特征发射峰。
[0053]采用JEM-1011型透射电子显微镜对上述步骤(2)所得的含甲基丙烯酸甲酯基多面体低聚倍半硅氧烷稀土铽配合物的发光聚甲基丙烯酸甲酯进行测定。图4中为不同放大倍数下含甲基丙烯酸甲酯基多面体低聚倍半硅氧烷稀土铽配合物的发光聚甲基丙烯酸甲酯的超薄切片透射电子显微镜图。从图4可以看出甲基丙烯酸甲酯基多面体低聚倍半硅氧烷稀土铽配合物在聚甲基丙烯酸甲酯基质中均匀地分散,其粒径大小约为15-20nm,说明甲基丙烯酸甲酯基多面体低聚倍半硅氧烷稀土铽配合物在聚甲基丙烯酸甲酯基质中达到了纳米级别的分散,即两者可以发生共聚反应。
[0054]实施例2
[0055]—种含丙烯酸酯类功能基多面体低聚倍半硅氧烷稀土配合物的发光聚丙烯酸类材料的合成方法,包括步骤如下:
[0056](1)丙烯酸酯类功能基多面体低聚倍半硅氧烷稀土配合物的制备
[0057]将0.768g硝酸铽放入称量瓶中,加入20mL四氢呋喃,搅拌溶液至硝酸铽完全溶解后,加入1.226g八甲基丙烯酸甲酯基低聚倍半硅氧烷、十甲基丙烯酸甲酯基低聚倍半硅氧烷和十二甲基丙烯酸甲酯基低聚倍半硅氧烷的混合物,室温下搅拌l-10h,将所得的反应液旋转蒸发,得到的化合物即为丙烯酸酯类功能基多面体低聚倍半硅氧烷稀土铽配合物。
[0058](2)含丙烯酸酯类功能基多面体低聚倍半硅氧烷稀土配合物的发光聚丙烯酸类材料的制备
[0059]将0.1
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