一种PET基铕络合杂化发光材料及其制备方法与流程

本发明涉及pet发光材料制备领域，特别是一种pet基铕络合杂化发光材料及其制备方法。
背景技术：
：稀土离子具有独特电子层结构使得稀土有机发光材料具有发光强度高、颜色纯正、荧光效率高谱线丰富等优点，而且发光颜色与稀土离子所在的环境基本无关，主要取决于稀土离子本身。然而，所有稀土离子络合物的应用都受限于它们的热和光稳定性，通过把功能稀土络合物加入到有机的聚合物配体中可以改善这个问题，由于稀土元素具有发光强大、色纯度高、发射波长稳定等优点，近年来稀土高分子发光材料相比于稀土小分子发光材料具有原料丰富、稳定性好、质量轻、成本低成型加工容易等优点，因此将稀土小分子发光材料高分子化是近年来的研究热点。稀土铕络合物是一种兼具有机化合物的高发光量子效率和无机化合物良好稳定性的红色荧光材料，具有很好的应用前景。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种pet基铕络合杂化发光材料的制备方法，把杂化发光基团加入到有机的聚合物基体中改善其热和光稳定性。一种pet基铕络合杂化发光材料的制备方法，包括以下步骤：首先，制备低分子量聚对苯二甲酸乙二醇酯：低分子量聚对苯二甲酸乙二醇酯制备：将对苯二甲酸二甲酯，乙二醇，醋酸锌少量加到250ml容量瓶内，在190℃下反应2h，机械搅拌；然后加入少量缩聚催化剂sb2o3和热稳定剂亚磷酸三苯酯，先反应半个小时，当温度上升到220℃下减压蒸馏1h，将混合液倒入蒸馏水中，待温度降至室温抽滤，将所得产品真空干燥，即得低分子量聚对苯二甲酸乙二醇酯；然后，低分子量聚对苯二甲酸乙二醇酯-聚乙二醇嵌段共聚物制备：低分子量聚对苯二甲酸乙二醇酯与聚乙二醇在100℃下以三氧化二锑为催化剂反应，使低分子量聚对苯二甲酸乙二醇酯与聚乙二醇发生酯交换，在低分子量聚对苯二甲酸乙二醇酯上引入聚乙二醇基团，生成低分子量聚对苯二甲酸乙二醇酯-聚乙二醇杂化聚合物，再配制一定浓度的低分子量聚对苯二甲酸乙二醇酯-聚乙二醇的杂化聚合物溶液；取一定量eucl3溶液于锥形瓶中，加入一定质量的配合物邻菲罗林和tta溶液，反应一定时间后加入一定浓度的低分子量聚对苯二甲酸乙二醇酯-聚乙二醇的杂化聚合物溶液，室温下搅拌反应一定时间后得到一种低分子量pet基铕络合杂化发光基团；将上述得到的低分子量pet基铕络合杂化发光基团通过熔融共混均匀分散到线性聚酯中，得到一种pet基铕络合杂化发光材料。所述的一种pet基铕络合杂化发光材料的制备方法，包括以下步骤：首先，制备低分子量聚对苯二甲酸乙二醇酯：低分子量聚对苯二甲酸乙二醇酯制备：将44.5g对苯二甲酸二甲酯，28mlg乙二醇，醋酸锌0.03g加到250ml容量瓶内，在190℃下反应2h，机械搅拌；然后加入0.03g缩聚催化剂sb2o3和2-3滴热稳定剂亚磷酸三苯酯，先反应半个小时，温度上升到220℃减压蒸馏1h，将混合液倒入蒸馏水中，待温度降至室温抽滤，将所得产品真空干燥，即得低分子量聚对苯二甲酸乙二醇酯；然后，低分子量聚对苯二甲酸乙二醇酯-聚乙二醇嵌段共聚物制备：取12.2g低分子量聚对苯二甲酸乙二醇酯与3g聚乙二醇在100℃下以三氧化二锑为催化剂反应，使低分子量聚对苯二甲酸乙二醇酯与聚乙二醇发生酯交换，在低分子量聚对苯二甲酸乙二醇酯上引入聚乙二醇基团，生成低分子量聚对苯二甲酸乙二醇酯-聚乙二醇杂化聚合物，再配制一定浓度的低分子量聚对苯二甲酸乙二醇酯-聚乙二醇的杂化聚合物溶液；取300μl0.01mol/leucl3溶液于锥形瓶中，加入300μl0.01mol/l的邻菲罗林和300μl0.01mol/ltta溶液，反应0.5h后加入3ml0.01mol/l的低分子量聚对苯二甲酸乙二醇酯-聚乙二醇的杂化聚合物溶液，室温下搅拌反应2h后得到一种低分子量pet基铕络合杂化发光基团；将上述得到的低分子量pet基铕络合杂化发光基团通过熔融共混均匀分散到线性聚酯中，得到一种pet基铕络合杂化发光材料。所述的一种pet基铕络合杂化发光材料的制备方法，所述eucl3采用市售氧化铕经离子化得到。所述的一种pet基铕络合杂化发光材料的制备方法，低分子量聚对苯二甲酸乙二醇酯表面接枝物由通式为horoh的二元醇聚合得到，聚合度大于1且为正整数。所述的一种pet基铕络合杂化发光材料制备方法，所述线性聚酯采用市售pet切片，其特性粘度0.676dl/g。根据任一所述方法制备的pet基铕络合杂化发光材料。本发明具有以下有益效果：根据pet与铕络合物的应用需求进行整体设计，通过在自制的低分子量聚对苯二甲酸乙二醇酯中引入聚乙二醇链段，得到一种低分子量聚对苯二甲酸乙二醇酯-聚乙二醇的杂化聚合物，然后与稀土铕离子进行络合，得到一种低分子量pet基铕络合杂化发光基团，将得到的杂化发光基团均匀分散到pet树脂基体中，获得一种pet基铕络合杂化发光材料，该材料不仅具有铕络合物的发光性能，pet基体本身的机械和结晶性能也维持稳定并得到一定程度的改善。附图说明图1为本发明的反应流程示意图。图2为该低分子量pet基铕络合杂化发光基团的荧光性能发射图。图3为该低分子量pet基铕络合杂化发光基团的荧光性能激发图。具体实施方式以下结合具体实施例，对本发明进行详细说明。实施例1如图1所示，本发明公开了一种pet基铕络合杂化发光材料及其制备方法，包括了以下步骤：首先，制备低分子量聚对苯二甲酸乙二醇酯：低分子量聚对苯二甲酸乙二醇酯制备：将44.5g对苯二甲酸二甲酯，28mlg乙二醇，醋酸锌0.03g加到250ml容量瓶内，在190℃下反应2h，机械搅拌。然后加入0.03g缩聚催化剂sb2o3和2-3滴热稳定剂亚磷酸三苯酯，先反应半个小时，温度上升到220℃减压蒸馏1h，将混合液倒入蒸馏水中，待温度降至室温抽滤，将所得产品真空干燥，即得低分子量聚对苯二甲酸乙二醇酯。然后，低分子量聚对苯二甲酸乙二醇酯-聚乙二醇杂化聚合物的制备：取12.2g低分子量聚对苯二甲酸乙二醇酯与3g聚乙二醇在100℃下以三氧化二锑为催化剂反应，使低分子量聚对苯二甲酸乙二醇酯与聚乙二醇发生酯交换，在低分子量聚对苯二甲酸乙二醇酯上引入聚乙二醇基团，生成低分子量聚对苯二甲酸乙二醇酯-聚乙二醇杂化聚合物，再配制一定浓度的低分子量聚对苯二甲酸乙二醇酯-聚乙二醇的杂化聚合物溶液。取300μl0.01mol/leucl3溶液于锥形瓶中，加入300μl0.01mol/l的邻菲罗林和300μl0.01mol/ltta溶液，反应0.5h后加入3ml0.01mol/l的低分子量聚对苯二甲酸乙二醇酯-聚乙二醇的杂化聚合物溶液，室温下搅拌反应2h后得到一种低分子量pet基铕络合杂化发光基团。其中所述铕离子采用市售氧化铕，经离子化得到。其中所述低分子量聚对苯二甲酸乙二醇酯表面接枝物由通式为horoh的二元醇聚合得到，聚合度大于1且为正整数。实施例2实验目的及方法:为了研究低分子量pet基铕络合杂化发光基团对稀土发光性能影响，本实施例以实施例1合成的低分子量pet基铕络合杂化发光基团溶液作为研究对象，研究方法为：采用rf-5301p荧光分光光度计，对一种低分子量pet基铕络合杂化发光基团溶液进行荧光测试。如图2、3所示，低分子量pet基铕络合杂化发光基团在激发波长614.05nm处，发射强度为363a.u.，此方法成功制备一种低分子量pet基铕络合杂化发光基团，并且该嵌段聚合物的引入不影响稀土离子本身的发光性能。实施例3实验目的及方法：为了研究低分子量pet基铕络合杂化发光基团对线性聚酯结晶的机械性能的影响，本实施例以实施例1合成的低分子量pet基铕络合杂化发光基团作为实验对象，研究其对线性聚酯切片机械性能的影响，具体方法为：采用dsmxplore5&15型微型共混机熔融共混法充分混合，在dsmxplore10cc型微型注塑仪中制成标准试样。共混机内熔融温度290℃，注塑机内模具温度纯线性聚酯时为50℃，添加实施例1合成的低分子量pet基铕络合杂化发光基团后改为40℃。共制备合成的嵌段聚合物接枝纳米二氧化硅0％、2.0％、4.0％、6.0％四组样品，以便进行机械性能等的测试。实验结果：表1不同比例的杂化发光基团添加到线性聚酯的机械性能测试结果添加量％扯断伸长率/％拉伸强度/mpa屈服强度/mpa拉伸模量/mpa014059.38262.231232.76216064.7265.041398.02412859.47458.021456.05611056.85754.401765.30如表1所示，不同比例的杂化发光基团添加到线性聚酯的机械性能测试结果表明，随着添加量的提高，对线性聚酯的机械性能呈现先增后减的趋势，说明当添加量低于4％时，添加杂化发光基团对线性聚酯的强度是有改善的。原因在于：一是低分子量pet本体增加了其与基体的相容性和界面结合力，有利于保持填料在基体中的良好分散状态；二是在较低含量下，经过高分子微型共混仪中双螺杆的共混的剪切作用，杂化发光基团得到了较均匀的分散。以上两种原因使杂化发光基团与高分子链的吸附能力增强，并发生一定程度的交联、缠绕,形成一种网状结构，从而使强度高于普通聚酯。当添加量过大时(超过4％)，杂化发光基团在聚酯基体中分散的均匀性变差，易形成团聚体，这些团聚体称为材料的缺陷，在受力时引起局部应力集中，使聚酯材料的强度下降。应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。当前第1页12