论文总字数：15257字

摘 要

荧光高分子材料是一类具有特殊的光化学和光物理性质的功能高分子材料；是一类兼具有稀土光、电、磁等特性和高分子质轻、抗冲击和易加工等优良功能的材料。本文以荧光稀土金属铕为原材料，先通过氧化铕制备丙烯酸铕，再以悬浮聚合的方法制备荧光高分子材料聚丙烯酸铕，并用傅立叶红外光谱仪进行表征。此外，还考察聚合温度、聚合时间以及引发剂相对用量对聚丙烯酸铕荧光强度和聚合微球形貌的影响，通过荧光分光光度计测定其荧光强度、通过偏光显微镜观察其粒径，最终得出制备稀土荧光高分子材料聚丙烯酸铕的最佳制备条件为温度70℃，时间5小时，引发剂用量为0.001g。

关键词：荧光；高分子材料；聚丙烯酸铕；丙烯酸铕

Abstract

Fluorescent polymer material is a lind of special function of photochemical and optical physics properties of polymer materials, is a kind of and with rare earth light, electricity, magnetic properties and polymer qualitative light, impact resistance and processing functionl materials. In this paper, the fluorescence of rare earth europium metal as raw materials, through europium oxide preparation of acrylic europium, first in the polymer material was prepared by suspension polymerization method to acrylic europium, were characterized by Fourier transform infrared spectrometer. In addition, polymerization temperature, polymerization time and dosage of initiator is relatively of polyacrylic acid europium flourescence intensity and the influence of polymer microspheres morphology by fluorescence photometer its fluorescence intensity, by polarizing microscope to observe its particle size, finally it is concluded that preparation of rare earth polymer poly acrylic acid europium best preparation conditions for 70 degrees Celsius temperature, time of five hours,the initiator dosage is 0.002g.

Keywords: Fluorescence; Polymer materials; Polyacrylate europium; Acrylic europium

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 引言 1

1.1稀土高分子材料概述 1

1.1.1稀土元素 1

1.1.2稀土高分子材料的特点 1

1.1.3稀土高分子材料研究背景 2

1.1.4稀土高分子材料的分类 2

1.1.5稀土高分子材料的应用 2

1.2聚合方法 3

1.3荧光分光光度计的操作方法 4

第二章 实验部分 5

2.1实验试剂与材料 5

2.2实验仪器 5

2.3探索实验 6

2.3.1淀粉与丙烯酸的接枝共聚反应 6

2.3.2 N-异丙基丙烯酰胺微球的制备 6

2.3.3聚苯乙烯与淀粉接枝共聚 7

2.3.4聚丙烯酸的反相悬浮聚合 7

2.4聚丙烯酸铕的合成 8

2.4.1丙烯酸铕单体的合成 8

2.4.2聚丙烯酸铕的合成 8

第三章 实验结果的分析与产物的表征 9

3.1聚丙烯酸铕的聚合条件优化 9

3.1.1不同反应温度对合成聚丙烯酸铕的影响 9

3.1.2不同反应时间对合成聚丙烯酸铕的影响 10

3.1.3不同引发剂用量对合成聚丙烯酸铕的影响 11

3.1.4实验的分析总结 13

3.2聚丙烯酸铕的表征 13

3.2.1红外光谱分析 13

3.2.2荧光强度分析 14

3.2.3固体荧光测定 15

第四章 实验问题与处理方法 16

4.1实验出现的问题 16

4.2处理方法 16

第五章 结论 17

致谢 18

参考文献 19

第一章 引言

近几年荧光高分子材料已经在人们的生活中得到广泛的使用，伴随着我国经济的发展和科技的进步，对荧光高分子材料的各方面性能和结构等多项指标也提出了更多的要求。在稀土高分子材料的发展过程中，人们需求的荧光材料具有特殊性能，如：光、电、磁等。稀土元素因为本身电子结构的特殊性并且具有光、电、磁等多种特性，已经在我国经济和科学技术等各个领域内都具有重要的应用。不管是从稀土资源的开发利用来看，还是从节能环保的社会要求看，稀土荧光高分子材料的产业都大有作为。在科学技术不断发展下人们对荧光的研究越来越多，荧光物质的应用范围越来越广。

荧光高分子材料是一种特殊材料并且具有优良的性能；是一类具有光化学和光物理性质的特殊荧光高分子材料。在新合成的荧光高分子材料中，它的应用范围已经不仅局限于着色和染色方面，而是作为新材料扩大到生物医药、荧光探针、电子信息、工程材料、环境保护、绿色能源等各个领域。Bradley等^[1]将荧光素接枝共聚到聚苯乙烯功能球的表面得到了荧光微球，用来检测细胞内pH值的感应器，荧光素与微球是经过化学键连接，避免了荧光素的析出、流失。

首先进行实验探索，制备N-异丙基丙烯酰胺微球、聚苯乙烯微球，应用溶液沉淀法制备了稀土配合物Eu(AA)₃，悬浮聚合法合成聚丙烯酸铕，并且在不同反应条件下合成聚丙烯酸铕。通过荧光分光光度计测定其荧光强度、通过偏光显微镜观察其粒径等手段进行表征。

1.1稀土高分子材料概述

1.1.1稀土元素

稀土应用和稀土工业的开始是伴随着世界的科学新技术而迅速发展的一项新兴工业，稀土和稀土产品已经离不开我们的生活。我国的稀土储存量占世界的三分之二左右，稀土分布范围比较集中，所以采矿的成本比较低，所谓“中东有石油，中国有稀土”这更形象的说明了中国稀土应用和稀土工业在世界的地位。但是我国稀土应用的相对落后，使得我国在稀土材料的战略地位大幅度降低。稀土在现代工业发展很快，几乎没3-5年就会开发一种新稀土的用途。

1.1.2稀土高分子材料的特点

稀土高分子荧光材料是经过稀土金属与高分子的键合或掺杂而制备的一类兼具稀土光、电、磁等特性和高分子质轻、抗冲击和易加工等优良综合性能的特殊型材料。稀土高分子荧光材料的主要合成方法有3种：(1) 稀土制成配合物，然后稀土配合物直接与高分子混合掺杂，得到掺杂型高分子荧光材料；(2) 高分子单体和小分子单体通过共聚或均聚得到化学键键合的高分子荧光材料；(3) 稀土配合物通过共价键的方式嫁接到无机基质中得到高分子荧光材料。

稀土离子从基态跃迁到激发态是需要接受能量的，然后再从激发态返回到较低的能态时，本身放出辐射能继而发出光，称这种光为荧光。稀土离子的荧光光谱属于稀土离子的发射光谱，和吸收光谱一样，来自三个方面的跃迁：f-f跃迁^[2-7]；5d-4f跃迁；电荷跃迁。

1.1.3稀土高分子材料研究背景

荧光高分子材料是一类具有特殊的光化学又具有光物理性质的功能高分子材料。关于这种材料的研究和应用的报导自六十年代之后越来越多。荧光高分子的制备方法主要有两种，一种是荧光小分子的高分子化，如一些烯类荧光单体可以通过共聚的方法实现高分子化；另外一种方法就是荧光小分子化合物通过接枝等手段连接到高分子主链的侧基上。除了以上两种方法之外，还可以通过普通高分子与荧光小分子的共混来实现荧光化。在新合成的荧光材料中，不断出现了更多具有优良的光化学和光物理性质的物质，它的应用范围已经不仅仅局限于着色和染色方面，而是作为新材料扩大到生物医药、电子信息、工程材料、环境保护、能源、农业等各个领域。例如可以用于DNA嵌入剂、荧光探针、太阳能电池、LED发光二级管等诸多高科技领域。以荧光小分子稀土金属和单体丙烯酸为原料，采用共聚、接枝、包合等方法，制备荧光高分子材料，以期获得具有特殊性质的新型荧光材料。

1.1.4稀土高分子材料的分类

稀土高分子材料可以分为两大类型：一类是稀土化合物作为掺杂剂均匀的分散到单体或聚合物，最后以掺杂形式存在于高分子当中，称之为掺杂型稀土高分子；二是稀土金属以共价键的形式存在于高分子当中，获得键合型稀土聚合物，称为键合型稀土高分子。

剩余内容已隐藏，请支付后下载全文，论文总字数：15257字