光-热变色微胶囊制备及在纺织品上的应用
发布时间：2021-11-22 02:07
变色纺织品在环境刺激下可以呈现五彩缤纷的颜色,兼具时尚性和功能性。紫外光和温度是在生活中常见的诱导条件,因此光致变色材料和热致变色材料具有重要的应用潜力。光致变色织物能够保护消费者免受紫外线照射的有害影响,热致变色织物可以简便的反应环境温度变化,而能够响应两种刺激的光-热变色纺织品,能够满足更多的要求,有更广泛的应用。由于两种变色材料响应的刺激不同,需要的变色环境也不同,因此需要对两种变色材料提供各自的变色条件。但是不论是光致变色材料还是热致变色材料受到外界环境的影响,都可能会发生不可逆的化学变化,使其耐疲劳性降低,这影响了其应用范围。微胶囊技术可以将光致变色材料和热致变色材料转化为微纳米化合物颗粒,使其可以容易的作用到纺织品上,从而制备光-热双响应的变色纺织品,提高变色材料的适用性。通过溶剂挥发法制备了聚甲基丙烯酸甲酯光致变色微胶囊,聚合物将螺吡喃类光致变色化合物严密包覆在内,使其具有稳定的变色环境。当芯壁质量比为2∶1时,聚甲基丙烯酸甲酯光致变色微胶囊呈球形,表面光滑无破裂,微胶囊粒径分布在3～6μm。微胶囊一接触到紫外光就立即变色,完全变色时间为16 s。在30个紫外光-可见光循...
【文章来源】：江南大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：50 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
螺吡喃光致变色(异裂解/光环化)机理
优良的变色性能，耐疲劳性较好，因此备受关注。当在紫外光下时，螺恶嗪的几何结构发生了显着变化，尤其是π电子的共轭，从而在吸收光谱等各种特性方面产生了显着的开关效应[14]。螺噁嗪类光致变色化合物具有较高的灵敏度和较快的反应速度，使其在分子开关和数据存储方面具有广泛的发展潜力。图1-2螺噁嗪(异裂解/光环化)光致变色机理Fig.1-2Photochromic(heterolyticcleavage/photocyclisation)mechanismofspirooxazines(3)偶氮苯偶氮苯是研究最多的光致变色分子之一[15]，它存在两种异构体的状态，即反式和顺式，如图1-3所示，前者比后者稳定约10kcal/mol[16]，因此在黑暗中处于平衡状态时，反式是主要的异构体[17]。未取代的反式偶氮苯在约320nm处的吸收导致围绕N–N键旋转并形成顺式异构体。顺式至反式异构化可以通过加热或光（>460nm）照射来实现[18]。偶氮苯具有易于合成，变色前后状态稳定，并且光异构化速度快的优点。Fan等[19]以聚氨酯为壁材，包覆偶氮苯光致变色微胶囊，考察了合成条件对微胶囊粒径的影响，当乳化剂用量为8%、均质速度为10000r/min时，可以得到平均粒径在0.6μm左右的微胶囊，具有良好的光致变色性能。图1-3偶氮苯化合物的变色机理Fig.1-3Photochromicmechanismofazobenzenecompounds(4)二芳基乙烯二十五年前，在光敏聚合物的合成研究过程中偶然发现了光致变色二芳基乙烯[20,21]。当将二苯乙烯的苯环替换为具有低芳族稳定能的五元杂环（例如噻吩或呋喃环）时，异构体可以可逆的发生开环和闭环转变，并且着色/脱色循环可以重复多次。图1-6为二芳基乙烯发生结构变化的典型例子。1,2-双（2,5-二甲基-3-噻吩基）全氟环戊烯的开环和闭
江南大学硕士学位论文2螺噁嗪是商业上应用广泛的一类光致变色化合物，螺噁嗪由两个杂环片段组成：一部分为吲哚，另一部分为萘并噁嗪，它们通过sp3碳原子连接，经过紫外线照射后，sp3之间相对弱的连接的裂解碳原子和氧原子进行异构化[12]，产生从无色螺环形式到有色花菁形式的可逆颜色变化，如图1-2所示[13]。螺环恶嗪衍生物具有较高的光稳定性，在数百个光致变色循环后仍具有优良的变色性能，耐疲劳性较好，因此备受关注。当在紫外光下时，螺恶嗪的几何结构发生了显着变化，尤其是π电子的共轭，从而在吸收光谱等各种特性方面产生了显着的开关效应[14]。螺噁嗪类光致变色化合物具有较高的灵敏度和较快的反应速度，使其在分子开关和数据存储方面具有广泛的发展潜力。图1-2螺噁嗪(异裂解/光环化)光致变色机理Fig.1-2Photochromic(heterolyticcleavage/photocyclisation)mechanismofspirooxazines(3)偶氮苯偶氮苯是研究最多的光致变色分子之一[15]，它存在两种异构体的状态，即反式和顺式，如图1-3所示，前者比后者稳定约10kcal/mol[16]，因此在黑暗中处于平衡状态时，反式是主要的异构体[17]。未取代的反式偶氮苯在约320nm处的吸收导致围绕N–N键旋转并形成顺式异构体。顺式至反式异构化可以通过加热或光（>460nm）照射来实现[18]。偶氮苯具有易于合成，变色前后状态稳定，并且光异构化速度快的优点。Fan等[19]以聚氨酯为壁材，包覆偶氮苯光致变色微胶囊，考察了合成条件对微胶囊粒径的影响，当乳化剂用量为8%、均质速度为10000r/min时，可以得到平均粒径在0.6μm左右的微胶囊，具有良好的光致变色性能。图1-3偶氮苯化合物的变色机理Fig.1-3Photochromicmechanismofazobenzenecompounds(4)二芳基乙烯二十五年前，在光敏
本文编号：3510717
【文章来源】：江南大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：50 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
螺吡喃光致变色(异裂解/光环化)机理
优良的变色性能，耐疲劳性较好，因此备受关注。当在紫外光下时，螺恶嗪的几何结构发生了显着变化，尤其是π电子的共轭，从而在吸收光谱等各种特性方面产生了显着的开关效应[14]。螺噁嗪类光致变色化合物具有较高的灵敏度和较快的反应速度，使其在分子开关和数据存储方面具有广泛的发展潜力。图1-2螺噁嗪(异裂解/光环化)光致变色机理Fig.1-2Photochromic(heterolyticcleavage/photocyclisation)mechanismofspirooxazines(3)偶氮苯偶氮苯是研究最多的光致变色分子之一[15]，它存在两种异构体的状态，即反式和顺式，如图1-3所示，前者比后者稳定约10kcal/mol[16]，因此在黑暗中处于平衡状态时，反式是主要的异构体[17]。未取代的反式偶氮苯在约320nm处的吸收导致围绕N–N键旋转并形成顺式异构体。顺式至反式异构化可以通过加热或光（>460nm）照射来实现[18]。偶氮苯具有易于合成，变色前后状态稳定，并且光异构化速度快的优点。Fan等[19]以聚氨酯为壁材，包覆偶氮苯光致变色微胶囊，考察了合成条件对微胶囊粒径的影响，当乳化剂用量为8%、均质速度为10000r/min时，可以得到平均粒径在0.6μm左右的微胶囊，具有良好的光致变色性能。图1-3偶氮苯化合物的变色机理Fig.1-3Photochromicmechanismofazobenzenecompounds(4)二芳基乙烯二十五年前，在光敏聚合物的合成研究过程中偶然发现了光致变色二芳基乙烯[20,21]。当将二苯乙烯的苯环替换为具有低芳族稳定能的五元杂环（例如噻吩或呋喃环）时，异构体可以可逆的发生开环和闭环转变，并且着色/脱色循环可以重复多次。图1-6为二芳基乙烯发生结构变化的典型例子。1,2-双（2,5-二甲基-3-噻吩基）全氟环戊烯的开环和闭
江南大学硕士学位论文2螺噁嗪是商业上应用广泛的一类光致变色化合物，螺噁嗪由两个杂环片段组成：一部分为吲哚，另一部分为萘并噁嗪，它们通过sp3碳原子连接，经过紫外线照射后，sp3之间相对弱的连接的裂解碳原子和氧原子进行异构化[12]，产生从无色螺环形式到有色花菁形式的可逆颜色变化，如图1-2所示[13]。螺环恶嗪衍生物具有较高的光稳定性，在数百个光致变色循环后仍具有优良的变色性能，耐疲劳性较好，因此备受关注。当在紫外光下时，螺恶嗪的几何结构发生了显着变化，尤其是π电子的共轭，从而在吸收光谱等各种特性方面产生了显着的开关效应[14]。螺噁嗪类光致变色化合物具有较高的灵敏度和较快的反应速度，使其在分子开关和数据存储方面具有广泛的发展潜力。图1-2螺噁嗪(异裂解/光环化)光致变色机理Fig.1-2Photochromic(heterolyticcleavage/photocyclisation)mechanismofspirooxazines(3)偶氮苯偶氮苯是研究最多的光致变色分子之一[15]，它存在两种异构体的状态，即反式和顺式，如图1-3所示，前者比后者稳定约10kcal/mol[16]，因此在黑暗中处于平衡状态时，反式是主要的异构体[17]。未取代的反式偶氮苯在约320nm处的吸收导致围绕N–N键旋转并形成顺式异构体。顺式至反式异构化可以通过加热或光（>460nm）照射来实现[18]。偶氮苯具有易于合成，变色前后状态稳定，并且光异构化速度快的优点。Fan等[19]以聚氨酯为壁材，包覆偶氮苯光致变色微胶囊，考察了合成条件对微胶囊粒径的影响，当乳化剂用量为8%、均质速度为10000r/min时，可以得到平均粒径在0.6μm左右的微胶囊，具有良好的光致变色性能。图1-3偶氮苯化合物的变色机理Fig.1-3Photochromicmechanismofazobenzenecompounds(4)二芳基乙烯二十五年前，在光敏
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