高等学校化学学报 ›› 2016, Vol. 37 ›› Issue (8): 1542.doi: 10.7503/cjcu20160326
收稿日期:
2016-05-10
出版日期:
2016-07-14
发布日期:
2016-07-14
作者简介:
联系人简介: 张兴元, 男, 博士, 教授, 主要从事功能水基高分子材料研究. E-mail:
基金资助:
RONG Jiameng, ZHOU Cao, XU Dong, SUN Wei, HUANG Xiaowen, ZHANG Xingyuan*()
Received:
2016-05-10
Online:
2016-07-14
Published:
2016-07-14
Contact:
ZHANG Xingyuan
E-mail:zxym@ustc.edu.cn
摘要:
制备出2种含有单羟基的二苯甲酮类化合物: 4-[(2-羟乙基)(甲基)氨苯基]苯甲酮(NBP)与(4-氯苯基)[4-(2-羟乙基)(甲基)氨基]苯甲酮(NBP-Cl), 以此为引发剂引发D,L-丙交酯聚合制备不同分子量的聚乳酸(PLA), 并对其进行结构表征和性能测试. 光学测试结果表明, 在室温条件下, NBP和NBP-Cl仅具有荧光发射性能, 而PLA表现出荧光和室温磷光双重发光性能; 重原子效应导致聚合物室温磷光增强, 但磷光寿命减少; 随着PLA分子量的减小, 聚合物磷光寿命先增加后减少. PLA的热重分析数据显示其具有优异的热学性能, 大大拓宽了该双重发光材料的应用范围.
中图分类号:
TrendMD:
戎佳萌, 周操, 徐栋, 孙伟, 黄晓雯, 张兴元. 基于二苯甲酮衍生物的端羟基聚乳酸的双重发光性能. 高等学校化学学报, 2016, 37(8): 1542.
RONG Jiameng,ZHOU Cao,XU Dong,SUN Wei,HUANG Xiaowen,ZHANG Xingyuan. Dual Light-emitting Properties of Hydroxyl-terminated Poly(lactic acid) Based on Benzophenone Derivatives†. Chem. J. Chinese Universities, 2016, 37(8): 1542.
Sample | mNBP(NBP-Cl)/g | mD,L-Lactide/g | Sample | mNBP(NBP-Cl)/g | mD,L-Lactide/g | ||
---|---|---|---|---|---|---|---|
NBP-PLA1 | 0.15 | 14.85 | 0.30 | NBP-Cl-PLA1 | 0.15 | 14.85 | 0.30 |
NBP-PLA2 | 0.30 | 14.50 | 0.35 | NBP-Cl-PLA2 | 0.30 | 14.50 | 0.35 |
NBP-PLA5 | 0.45 | 8.55 | 0.18 | NBP-Cl-PLA5 | 0.45 | 8.55 | 0.18 |
NBP-PLA10 | 1.20 | 10.50 | 0.23 | NBP-Cl-PLA10 | 1.20 | 10.50 | 0.23 |
Table 1 Synthesis of NBP-PLA with different contents of NBP and NBP-Cl-PLA with different contents of NBP-Cl
Sample | mNBP(NBP-Cl)/g | mD,L-Lactide/g | Sample | mNBP(NBP-Cl)/g | mD,L-Lactide/g | ||
---|---|---|---|---|---|---|---|
NBP-PLA1 | 0.15 | 14.85 | 0.30 | NBP-Cl-PLA1 | 0.15 | 14.85 | 0.30 |
NBP-PLA2 | 0.30 | 14.50 | 0.35 | NBP-Cl-PLA2 | 0.30 | 14.50 | 0.35 |
NBP-PLA5 | 0.45 | 8.55 | 0.18 | NBP-Cl-PLA5 | 0.45 | 8.55 | 0.18 |
NBP-PLA10 | 1.20 | 10.50 | 0.23 | NBP-Cl-PLA10 | 1.20 | 10.50 | 0.23 |
Sample | Degree of polymerization | Molecular weight(actual value of NMR) | PDI | ||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
Theoretical | Actual | Theoretical | Actual | ||||
NBP-PLA1 | 350.6 | 330.6 | 25500 | 24000 | 34200 | 58000 | 1.69 |
NBP-PLA2 | 171.2 | 155 | 12500 | 11400 | 18100 | 23000 | 1.27 |
NBP-PLA5 | 67.3 | 76.7 | 5100 | 5700 | 9400 | 12000 | 1.27 |
NBP-PLA10 | 30.9 | 37.2 | 2400 | 2900 | 5200 | 6600 | 1.26 |
NBP-Cl-PLA1 | 397.4 | 356.7 | 28900 | 25900 | 75000 | 91000 | 1.21 |
NBP-Cl-PLA2 | 194.0 | 195.0 | 14200 | 14300 | 29000 | 50000 | 1.72 |
NBP-Cl-PLA5 | 76.3 | 88.0 | 5700 | 6600 | 12000 | 19000 | 1.58 |
NBP-Cl-PLA10 | 35.1 | 36.0 | 2800 | 2800 | 8600 | 11100 | 1.39 |
Table 2 Polymerization, relative molecular mass and PDI of NBP-PLA 1—10 and NBP-Cl-PLA 1—10
Sample | Degree of polymerization | Molecular weight(actual value of NMR) | PDI | ||||
---|---|---|---|---|---|---|---|
Theoretical | Actual | Theoretical | Actual | ||||
NBP-PLA1 | 350.6 | 330.6 | 25500 | 24000 | 34200 | 58000 | 1.69 |
NBP-PLA2 | 171.2 | 155 | 12500 | 11400 | 18100 | 23000 | 1.27 |
NBP-PLA5 | 67.3 | 76.7 | 5100 | 5700 | 9400 | 12000 | 1.27 |
NBP-PLA10 | 30.9 | 37.2 | 2400 | 2900 | 5200 | 6600 | 1.26 |
NBP-Cl-PLA1 | 397.4 | 356.7 | 28900 | 25900 | 75000 | 91000 | 1.21 |
NBP-Cl-PLA2 | 194.0 | 195.0 | 14200 | 14300 | 29000 | 50000 | 1.72 |
NBP-Cl-PLA5 | 76.3 | 88.0 | 5700 | 6600 | 12000 | 19000 | 1.58 |
NBP-Cl-PLA10 | 35.1 | 36.0 | 2800 | 2800 | 8600 | 11100 | 1.39 |
Fig.5 FTIR spectra of NBP-PLA(A) and NBP-Cl-PLA(B) (A) a. NBP-PLA1; b. NBP-PLA2; c. NBP-PLA5; d. NBP-PLA10. (B) a. NBP-Cl-PLA1; b. NBP-Cl-PLA2; c. NBP-Cl-PLA5; d. NBP-Cl-PLA10.
Fig.6 DSC curves of NBP-PLA1(a), NBP-PLA2(b), NBP-PLA5(c) and NBP-PLA10(d)(A) and NBP-Cl-PLA1(a), NBP-Cl-PLA2(b), NBP-Cl-PLA5(c) and NBP-Cl-PLA10(d)(B) powders under nitrogen condition
Fig.7 XRD curves of NBP-PLA1(a), NBP-PLA2(b), NBP-PLA5(c) and NBP-PLA10(d)(A) and NBP-Cl-PLA1(a), NBP-Cl-PLA2(b), NBP-Cl-PLA5(c) and NBP-Cl-PLA10(d)(B) powders
Sample | Xc (%) | Sample | Xc(%) |
---|---|---|---|
NBP-PLA1 | 33.28 | NBP-Cl-PLA1 | 51.28 |
NBP-PLA2 | 48.80 | NBP-Cl-PLA2 | 54.83 |
NBP-PLA5 | 37.23 | NBP-Cl-PLA5 | 35.78 |
NBP-PLA10 | 28.62 | NBP-Cl-PLA10 | 23.68 |
Table 3 Crystallinity of NBP-PLA and NBP-Cl-PLA powders*
Sample | Xc (%) | Sample | Xc(%) |
---|---|---|---|
NBP-PLA1 | 33.28 | NBP-Cl-PLA1 | 51.28 |
NBP-PLA2 | 48.80 | NBP-Cl-PLA2 | 54.83 |
NBP-PLA5 | 37.23 | NBP-Cl-PLA5 | 35.78 |
NBP-PLA10 | 28.62 | NBP-Cl-PLA10 | 23.68 |
Fig.9 Photoluminescence excitation and fluorescence emission and photoluminescence emission mixed fluorescence and strong phosphoresce of NBP-PLA1(a), NBP-PLA2(b), NBP-PLA5(c) and NBP-PLA10(d)(A) and NBP-Cl-PLA1(a), NBP-Cl-PLA2(b), NBP-Cl-PLA5(c) and NBP-Cl-PLA10(d)(B) films in vacuum
Fig.10 Phosphorescence lifetime spectra of NBP-PLA1(a), NBP-PLA2(b), NBP-PLA5(c) and NBP-PLA10(d) films(A) an NBP-Cl-PLA1(a), NBP-Cl-PLA2(b), NBP-Cl-PLA5(c) and NBP-Cl-PLA10(d) films(B) Insets: Decay vs. content of NBP.
Fig.11 TGA curves of NBP-PLA1(a), NBP-PLA2(b), NBP-PLA5(c) and NBP-PLA10(d)(A) and NBP-Cl-PLA1(a), NBP-Cl-PLA2(b), NBP-Cl-PLA5(c) and NBP-Cl-PLA10(d)(B) powders
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