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近年来,由于有机光致变色材料在光电器件,光信息存储、光学分子调控和装饰等领域具有潜在的应用价值,激发了人们对其合成和性质研究的浓厚兴趣。在众多的有机光致变色材料中,螺噁嗪和全氟二芳基乙烯两类光致变色体系,因其具有光敏性好、耐疲劳度高、热稳定性好等优异性能,而备受关注。本文首先论述了螺噁嗪和全氟二芳基乙烯两类光致变色体系的研究进展,并重点讨论了两类物质的结构与性能关系。
在第二章设计合成了一系列5-氯-6’-含氮杂环喹啉并螺噁嗪类光致变色化合物SO1-SO4,并通过核磁共振氢谱、质谱、碳谱、高分辨质谱、红外光谱对其结构进行了表征。研究了这类物质在不同溶剂如环己烷、二氯甲烷、乙醇中的变色性能,溶剂极性对光致变色性能的影响,研究表明物质的最大吸收波长随着溶剂极性的增大会发生明显的红移。目标产物在λ=365nm的紫外光照射下的光敏性,研究表明物质具有呈色快、消色快的特点。为了开发目标产物的应用,把目标产物掺杂在聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和聚乙烯醇缩丁醛(PVB)高分分子树脂中,发现目标产物依然具有良好的变色性能。同时,我们测得了化合物在PVB和PMMA等高分子介质中开环体的消色过程曲线,并进行了动力学拟合。研究数据显示,该类化合物在高分子膜中的热消色过程偏离一级动力学,符合双指数衰减规律。在结构性质关系研究基础上,筛选出了具有熔点高、光敏性好、光照呈现鲜红色的光致变色化合物,完成了投料量为100克的放大实验,优化了反应条件,简化了操作步骤,为大规模的生产奠定了基础。
第三章合成了新型全氟二芳基乙烯类光致变色化合物,主要考察不同杂环和长链对化合物光致变色和液晶性质的影响.研究发现,含噻二唑的二芳基乙烯类化合物比含噁二唑的化合物对光响应更加敏感,但是偏光显微镜(POM)结果表明目标化合物均不具有液晶性。通过核磁共振氢谱,化合物开闭环状态的化学位移变化,测试了全氟二芳基乙烯类化合物在紫外光下照射不同时间后的开环和闭环状态的比例,及其在二氯甲烷溶液中的紫外吸收曲线。