【摘 要】
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环境响应性共轭聚合物可以将外界刺激转化为易于观察和检测的光电信号,目前已广泛应用于传感和检测等领域。聚二乙炔(polydiacetyene,PDA)是一类新型的环境响应性共轭聚合物,
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环境响应性共轭聚合物可以将外界刺激转化为易于观察和检测的光电信号,目前已广泛应用于传感和检测等领域。聚二乙炔(polydiacetyene,PDA)是一类新型的环境响应性共轭聚合物,它受外界刺激时会发生肉眼可辨的蓝色到红色转变现象以及荧光从无到有的变化,这种独特的性质使得PDA被广泛地用于比色及荧光传感。但是,在外界环境刺激下PDA的不可逆变色行为严重制约了其在传感领域的应用,很多研究工作者致力于可逆变色PDA的制备,主要思路是通过在二乙炔分子端基引入π-π作用、氢键作用或静电作用使制备出的PDA具有可逆变色能力。目前,PDA仍然存在可逆热致变色的温度区间窄和耐溶剂性差的问题,而且PDA在对外界刺激做出响应过程中变色机理仍然不是十分清楚。本论文中,我们合成了苯硼酸取代二乙炔分子,通过在二乙炔分子端基间引入共价键制备出交联PDA,实现了 PDA可逆热致变色而且提高了其耐溶剂性,并且研究PDA交联程度与其可逆热致变色和溶致变色程度的关系,分析了 PDA的变色机理及其影响因素。我们合成了苯硼酸取代二乙炔衍生物,制备出苯硼酸取代PDA膜,结果表明,在溶致变色实验中,苯硼酸取代PDA膜交联程度越大,相同溶剂刺激下发生蓝红相转变的程度越小,即溶致变色程度越小。在热致变色实验中,苯硼酸取代PDA膜交联程度与其热致变色可逆程度也有重要关系,苯硼酸取代PDA交联程度越大,其发生可逆热致变色的温度上限越高。我们借助喷墨打印技术和静电纺丝技术分别构筑了不同的传感器件。借助喷墨打印技术制备出含有苯硼酸取代PDA的图案,图案中苯硼酸取代PDA交联与否对同种溶剂表现出不同的溶致变色程度。图案中苯硼酸取代PDA交联程度不同,在一定温度刺激后,图案表现出的热致变色可逆程度不同,PDA交联程度越高,相应的热致变色可逆程度越高。此外借助静电纺丝技术构筑了微米级复合纤维,也因苯硼酸取代PDA交联而有更高的波导损耗系数。在PDA端基引入共价键制备交联PDA的方法,为制备可逆热致变色PDA提供新的方式,具有很好的应用前景。
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