【摘 要】
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为了有效保障消费者的合法权益、保证企业利益以及维护社会次序,科研工作者一直致力于防伪技术的更新换代。在众多防伪技术中,荧光防伪得到了广泛的关注。与其他技术相比,荧光防伪技术具有加密解密操作简单、效果显著和可供选择的荧光材料种类繁多等优点。而基于静态荧光材料进行加密的传统荧光防伪技术,容易被具有相似荧光特性的材料仿制。因此开发具有动态防伪特性的荧光材料具有实际应用价值。本论文提出一种基于光致变色材料
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为了有效保障消费者的合法权益、保证企业利益以及维护社会次序,科研工作者一直致力于防伪技术的更新换代。在众多防伪技术中,荧光防伪得到了广泛的关注。与其他技术相比,荧光防伪技术具有加密解密操作简单、效果显著和可供选择的荧光材料种类繁多等优点。而基于静态荧光材料进行加密的传统荧光防伪技术,容易被具有相似荧光特性的材料仿制。因此开发具有动态防伪特性的荧光材料具有实际应用价值。本论文提出一种基于光致变色材料和荧光共振能量转移（FRET）理论的动态防伪体系构建思路。具体而言:将特定的荧光分子（作为能量给体）与无荧光的螺吡喃（SP）结合,并与SP在紫外光的照射下发生异构化生成的有荧光发射的类花青结构（MC）（作为能量受体）构建FRET体系;在紫外光照射下动态开启FRET过程,实现荧光颜色的动态调节。本论文的研究主要分为以下两个部分。第一部分:构建了以聚苯撑乙炔撑噻吩撑（PPETE）作为能量给体,MC作为能量受体的FRET体系。在阐明设计原理后,合成并表征了一种以PPETE为主链,每个重复单元含有一个螺吡喃（SP）侧基的荧光共轭高分子PPETE-SP。为了消除溶剂对PPETE-SP光物理性能的影响,通过静电纺丝技术将PPETE-SP与聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）基质结合,制备了 PPETE-SP/PMMA纤维膜,对纤维膜的结构和粒径分布进行了分析,证明制备的纤维膜是典型的亚微米材料。在对纤维膜的光物理性能研究中证明了基于FRET过程的光致变色成功实现。在紫外光（365 nm）照射下,其荧光颜色由绿色逐渐变为紫红色,并且这一变化过程在可见光的照射下可逆。在10次循环交替的紫外/可见光照射下,纤维膜在PPETE和MC的荧光发射交替变化,在不同周期中基本保持稳定,证明其具有良好的抗疲劳性能。此外,通过对照实验证明了 SP与PPETE之间共价连接以及纤维结构是实现光致变色的必要条件。最后,初步设计了基于纤维膜防伪加密和解密的应用场景,并获得了良好的效果。第二部分:基于第一部分的研究经验,为了消除聚集淬灭效应（ACQ）对聚合物荧光性能的影响,并且使光致变色过程更显著,我们构建以聚集诱导发射（AIE）特性的四苯基乙烯（TPE）作为能量给体,MC作为能量受体的FRET体系。通过自由基共聚,合成了一种含有TPE和SP侧基的荧光高分子PMMA-SP-TPE,并且通过相关表征证明了单体及聚合物的成功合成,并对聚合物的AIE性能进行了探究。接着,采用静电纺丝技术将聚合物与PMMA基质结合制备了 PMMA-SP-TPE/PMMA纤维膜,对纤维膜的形貌以及粒径分布进行了分析,证明了制备的纤维膜是典型的亚微米材料。在对纤维膜光物理性能的研究中证明了在PMMA-SP-TPE/PMMA纤维膜中基于FRET的光致变色过程的成功构建。在紫外光的照射下,纤维膜的荧光颜色由蓝色变为紫红色,自然光下的颜色由白色变为蓝色,并且这一变化过程在可见光的照射下可逆。通过10次循环交替的紫外/可见光的照射,纤维膜在TPE和MC的荧光发射交替变化,在不同的周期中基本保持稳定,具有良好的抗疲劳性能。最后,初步设计了基于纤维膜的防伪应用场景,获得了良好的效果,证明了其应用潜力。
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