新型荧光聚己内酯型聚氨酯的合成及其性能研究

发布时间：2017-12-09 15:12

  本文关键词：新型荧光聚己内酯型聚氨酯的合成及其性能研究

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【摘要】：聚氨酯荧光材料近年来吸引了越来越多研究者的注意,因其独特的结构特性如优异的分散性能和环境优势并具有很多潜在的光学应用。此外,聚氨酯具有优异的力学强度、耐磨性、耐候性、热稳定性及可加工性,其分子结构设计自由度很大,能够满足不同的应用需求。因此关于荧光聚氨酯的研究目前已经有很多,大多采用将含有氨基或羟基反应官能团的荧光染料接入聚氨酯链中从而获得相应荧光聚氨酯材料。鉴于荧光染料的局限性,所制得荧光聚氨酯的潜在应用价值不高,为此本论文采用一种新的方法合成一系列荧光聚氨酯,并对其结构和性能进行了初步的探究。由于其独特的光物理,电化学,催化和磁性,三联吡啶及其配合物已经在涉及光到电转化的潜在应用中得到了越来越广泛的研究,如发光电化学电池(LEC),有机发光二极管和非线性光学器件。同时在聚合物科学,光电子器件,药物化学,纳米技术和分子催化等新兴领域中,三联吡啶基材料均有很好的应用前景。聚己内酯(PCL)具有良好的溶解性、低熔点和很好的混合兼容性,使其在生物医学领域的潜在应用被广泛研究,为解决全球器官和组织短缺问题提供了希望。此外荧光PCL聚合物能够跟踪细胞和组织在生理条件下的降解,并能够作为体外和体内组织工程应用的光学探针,具有光学成像的能力,可用于药物传送。由此可见如果能够制备出三联吡啶基PCL/PU荧光生物可降解复合材料,其在生物成像、细胞检测、药物传送、细胞生理学研究等生物医学领域将具有潜在的应用价值。本论文首先采用含有两个羟基的α位N,N-二羟乙基-苯胺-三联吡啶(TPYOH)作为荧光单体与锡、锌、镁、铝、锰五种金属离子进行络合。然后分别将合成的五种三联吡啶金属离子络合物作为催化剂,引发己内酯聚合,合成了一系列的荧光聚己内酯。最后采用荧光聚己内酯作为软段,合成了一系列荧光聚氨酯。通过FTIR、核磁对聚合物结构进行了表征,由GPC测得了其分子量,利用XRD、DSC对其结晶性能进行了探究,此外通过紫外光谱、荧光光谱、荧光寿命、量子产率对一系列聚合物的荧光性能进行了测试并做了对比,最后对三联吡啶络合物及一系列聚合物的热稳定性进行了测试。结果表明已成功合成新型荧光聚己内酯型聚氨酯,其在20为18.9°处出现聚氨酯的弥散峰,另外在2θ为21.3°和23.6°附近分别有两个很明显的结晶衍射峰,与荧光PCL相比,荧光聚氨酯的结晶度明显减弱。固态时,荧光聚氨酯的荧光强度明显强于TPYOH,其中FPU2固体荧光最强,但FPU5的荧光却比TPYOH的弱,接近于淬灭。此外与TPYOH相比,FPU1荧光寿命有明显提高,FPU3荧光寿命也有所提高。与TPYOH相比,FPU1、FPU2荧光量子产率提高五倍,FPU3、FPU4量子产率增大近三倍。TG测试表明与荧光PCL相比,荧光聚氨酯的热稳定性有明显提高。这为后续采用这种三联吡啶基PCL/PU复合材料制备荧光PCL/PU复合纳米材料并应用于生物医学领域奠定了实验基础。
【学位授予单位】：安徽大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：O633.2;TQ422

【参考文献】

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本文编号：1270846