光敏染料的合成及应用
光敏染料[资料]
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美国布法罗分校教授迈克尔·戴缇和罗彻斯特大学教授理查德·杰西艾森柏格领导的研究团队合成了一种新的光敏染料，能大大增强太阳能电池和氢燃料电池的效率。
新染料产生电力的方式是，当太阳光照射到染料时，太阳光蕴含的能量会“敲击”染料中松散的电子，这些电子通过太阳能电池并形成电流。
产生氢气也以同样的方式开始：太阳光敲打染料，释放出电子。
但这些电子并不会形成电流，而是流进一个催化剂内，并在此处驱动一个化学反应，将水分解成为氢气和氧气。
科学家已在实验室测试中证明，这种染料系统比传统染料产生氢气的速度更快，部分原因是该染料能够更好地吸收太阳光，同时更有效地运送电子。
科学家还发现，新染料在同质的制氢系统中更有效，这些系统使用钴或者沉积在二氧化钛的铂作为催化剂。
这种染料一旦商业化生产，将成为一项物美价廉的基础性技术，为家用电器和氢燃料电动汽车等提供电力。
戴缇希望其研究将能够有助于研发出更好的商业技术来制备太阳能电池和氢电池。
1月8日，一种更“给力”并实惠的能源将走入寻常百姓家。
今天，首台代表着国际尖端技术水平的薄膜太阳能电池关键生产设备——等离子体增强型化学气相沉积设备（PECVD）在位于上海张江的理想能源设备公司正式下线。
这台设备的研制成功和下线，大幅降低硅薄膜电池生产成本，打破了高端薄膜太阳能电池设备市场一直被国外厂商垄断的局面，填补了光伏电池高端设备国产化的空白。
中共中央政治局委员、上海市委书记俞正声致信祝贺。
据介绍，一片约1.5平方米的普通平板玻璃完成导电层覆膜后，进入PECVD反应腔，完成化学气象材料叠层结构的覆膜，厚度增加了两个微米，即成为转化率可达10％的薄膜太阳能电池。
代表第二代光伏技术的薄膜太阳能电池是在玻璃、金属或塑料等基板上沉积很薄的光电材料形成的一种太阳能电池。
它在弱光条件下仍可发电，既可应用于大规模光伏电站，也可制成柔性及半透明电池，实现真正的光伏建筑一体化应用。
这种电池可大幅降低生产过程的能耗，具备显著降低原料和制造成本的潜力，近年来逐渐成为光伏产业的热点。
光敏材料的研究进展与应用前景
光敏材料的研究进展与应用前景光敏材料是一种将光能转变为化学或物理能量的材料，是近年来研究的热点之一。
它在电子、光学、生物医学等领域具有广泛的应用前景，其研究不仅推动了材料科学的发展，也促进了人类社会的进步。
一、光敏材料的基本原理光敏材料是一种通过接受光能并将其转换为化学或物理能量而发生变化的材料。
它包括有机和无机两种，并且通常有两种光敏机理：第一种是通过吸收光能发生化学反应，如人工合成荧光染料和抗癌药物等；第二种是通过吸收光能发生光物理反应，如光电池、光学纤维通讯和荧光显微镜等。
光敏材料具有科学性、实用性和艺术性等多种特点，拥有广阔的应用前景。
二、光敏材料的研究进展光敏材料在多个领域的应用前景引起了研究者的广泛关注。
在生物医学领域，光敏材料可被用于光动力学治疗，该技术可以在肿瘤生长区域灌输光敏剂，然后通过照射该区域的光线来破坏癌细胞。
在电子领域，光敏材料可被用于制造光电池和太阳能电池，这些器件可以将光能直接转换为电能。
在光学领域，光敏材料可被用于制造光学纤维通讯设备，该设备可以将光信号在光纤中传输，以实现数据传输和通讯，同时，光敏材料也被应用于荧光显微镜和分光计等设备的制造。
三、光敏材料在生物医学领域的应用前景在生物医学领域，光敏材料已经被广泛应用于荧光显微镜、激光手术、光动力学治疗等领域。
在光动力学治疗方面，光敏剂会侵入癌细胞中，通过激活光敏剂来破坏细胞，从而达到治疗目的。
同时，光敏材料还被用于检测和治疗眼疾、肝炎、风湿病等疾病。
四、光敏材料在电子领域的应用前景在电子领域，光敏材料可被用于制造光电子器件，以实现光能到电能的转换。
例如，太阳能电池、光敏恒流源和光敏电压源等器件都可以利用光敏材料的优越特性来实现高效的能量转换。
五、光敏材料在光学领域的应用前景在光学领域，光敏材料也有广泛的应用前景。
例如，光敏材料可以用于制造光学纤维通讯器件，实现数据传输和通讯。
光敏材料也可以被用于制造荧光显微镜和分光计等设备，用于科学研究和物质分析。
光敏染料的合成和光化学性质
光敏染料的合成和光化学性质光敏染料是一种能够吸收光能并将其转化为化学能的物质。
它们在许多领域，如光催化、光电子学和光化学传感器等方面发挥着重要作用。
本文将探讨光敏染料的合成方法以及其光化学性质。
一、光敏染料的合成方法1. 化学合成法：化学合成法是合成光敏染料最常用的方法之一。
它通常通过有机合成的方法来合成染料分子的骨架结构，并在适当的位置引入吸光基团。
这些吸光基团可以是芳香族化合物、杂环化合物或金属配合物等。
化学合成法具有反应条件温和、反应选择性高等优点，可以合成出具有不同吸光性质的光敏染料。
2. 生物合成法：生物合成法是一种利用生物体内的代谢途径来合成光敏染料的方法。
通过对生物体内的代谢途径进行调控，可以使其产生特定的代谢产物，从而得到具有光敏性质的染料。
生物合成法具有环境友好、反应条件温和等优点，但其合成效率较低，需要经过多步反应才能得到目标产物。
3. 光化学合成法：光化学合成法是利用光能来促进染料合成的方法。
它通常通过光敏染料的光化学反应来实现。
在这种方法中，光敏染料吸收光能后，会发生光化学反应，生成具有目标结构的染料分子。
光化学合成法具有反应速度快、反应条件温和等优点，但需要选择合适的光源和反应条件才能实现高效的合成。
二、光敏染料的光化学性质1. 光敏性质：光敏染料具有吸光性质，能够吸收特定波长范围内的光能。
吸收光能后，光敏染料会发生能级跃迁，从基态跃迁到激发态。
这种能级跃迁会引起染料分子的结构改变，从而导致光敏染料的光化学反应发生。
2. 光化学反应：光敏染料在吸收光能后，会发生光化学反应，从而产生化学变化。
光化学反应可以是光解反应、光氧化反应、光还原反应等。
光敏染料的光化学反应可以用于光催化、光电子学等领域。
3. 光敏染料的稳定性：光敏染料的稳定性是衡量其光化学性质的重要指标之一。
稳定性好的光敏染料能够长时间保持其光敏性质，不易发生分解或失活。
稳定性差的光敏染料则容易受到光照、氧化等因素的影响，导致其光敏性质的丧失。
有机光化学反应及其应用
有机光化学反应及其应用有机光化学反应是指在光的作用下，有机分子发生的化学反应。
光作为一种能量源，具有唯一的性质，可以引发电子激发、单能态和非平衡的电子密度等，从而促使化学反应的进行。
有机光化学反应在合成有机化合物、材料科学、药物研究等领域有着广泛的应用。
本文将介绍有机光化学反应的基本原理和几个重要的应用案例。
一、有机光化学反应的基本原理有机光化学反应的基本原理是光的能量激发和化学反应之间的相互作用。
光的电磁波特性使得它能够提供足够的能量，通过光照射可以改变分子的电荷分布、激发分子内部的共振结构等。
这些能量变化促使有机分子发生电子转移、断裂/形成化学键等变化，从而实现不同的化学反应。
二、有机光化学反应的应用案例1. 光催化合成有机化合物光催化合成是有机光化学反应的重要应用之一。
通过合理选择光催化剂和反应条件，可以实现高效、选择性的有机化合物合成。
例如，光催化还原可以通过光激发还原剂，将有机化合物中的卤素取代为氢原子，实现高效的卤代反应。
此外，光催化微波合成、光催化还原缩合等方法也在有机合成中得到了广泛的应用。
2. 光敏剂在光动力治疗中的应用光敏剂是一类具有光敏性的物质，其被光激发后，可以释放出活性氧或产生化学反应，进而应用于光动力治疗。
光动力治疗是一种新兴的肿瘤治疗方法，通过将光敏剂注射到体内并照射特定波长的光，可以选择性地杀灭肿瘤细胞。
这种治疗方法具有创伤小、毒副作用小等优点，已经广泛应用于临床。
3. 光敏染料在光电子器件中的应用光敏染料是一类在光电子器件中起到接收和转换光信号的重要材料。
它们通过吸收光能激发电子或进行电子转移，实现电流的产生、转换和放大。
目前光敏染料已经广泛应用于光电池、光传感器、光开关等领域。
其中光电池作为一种新型的可再生能源技术，具有非常重要的应用前景。
4. 光热材料在纳米医学中的应用光热材料是一类能够吸收光能并转化为热能的物质。
由于其独特的光热性能，光热材料被广泛应用于纳米医学中的肿瘤治疗、药物释放等领域。
新型光敏剂的设计和合成研究
新型光敏剂的设计和合成研究介绍光敏剂是一类特殊化合物，在光照条件下会发生特殊的反应。
光照条件下反应的特殊性质使得光敏剂在许多领域有广泛的应用，如在医学和材料科学中的光催化、医学成像、生物学研究等领域。
新型光敏剂的设计和合成研究吸引了越来越多的科学家。
通过新型光敏剂的设计和合成，能够提高光敏剂的光稳定性、光吸收能力和光电转换效率等特性，从而拓展光敏剂的应用领域，提高其应用效果。
本文将从光敏剂的种类及应用、新型光敏剂的设计思路、新型光敏剂的合成方法等方面，对新型光敏剂的设计和合成研究进行探讨。
光敏剂的种类及应用光敏剂的种类很多，根据其反应机理和用途不同，可分为三大类：一是荧光探针（FLP）、二是光敏染料（ps）、三是光引发剂（pc）。
荧光探针主要用于生物医学领域，如在荧光组织成像、细胞诊断、荧光酶呈像等方面应用广泛。
光敏染料主要应用于生物医学领域、激光印刷及图像制备、光催化剂等领域。
光引发剂则主要应用于光刻、涂层等领域。
除此之外，光敏剂还被广泛应用于光化学能量转化、光动力治疗等领域。
新型光敏剂的设计思路新型光敏剂的设计重点是要提高其光稳定性和光电转换效率。
一是提高光稳定性。
因为光敏剂在光照条件下会发生化学反应，因此它必须能抵御光及其他因素的破坏。
新型光敏剂的设计需要注意其化学稳定性并在合成过程中加以考虑。
二是提高光电转换效率。
提高光电转换效率可以使光敏剂使用更少的光就能实现更高的响应。
新型光敏剂的设计需要从其光吸收能力及电子传递能力等方面进行考虑。
新型光敏剂的合成方法新型光敏剂的设计和合成研究已成为当前光敏剂领域的重要研究方向。
形成一个新的合成路线或者开发一种新的有效的反应途径，是提高光敏剂性能的关键。
一是在合成过程中考虑物质特性。
在设计和合成新型光敏剂的时候，光敏剂的属性必须得到重视。
在合成过程中，适当的选择反应溶液、溶剂和协同催化剂对反应进行调控，可以有针对性地提高光敏剂的量子产率和单反应数。
二是通过化学修饰实现光敏剂的合成。
有机染料的合成与应用研究
有机染料的合成与应用研究有机染料是一种可以与织物发生化学反应，并且能够均匀地染色的化学物质。
它们广泛应用于纺织、皮革、塑料等行业，并且对于人们的日常生活也有很大的影响。
有机染料的合成和应用研究一直是化学领域的热门话题之一。
有机染料的合成是通过有机合成方法来构造染料分子的过程。
在过去的几十年里，许多新型的有机合成反应被开发出来，为有机染料的合成提供了新的途径。
例如，苯胺类化合物经过硝化和还原反应可以合成偶氮染料，而脱氧糖类化合物则可以通过酰胺化反应来合成脱氧糖染料。
有机合成反应的不断发展使得合成有机染料的方法更加多样化和高效。
除了合成方法的改进，有机染料的应用研究也在不断推进。
有机染料的应用不仅限于传统的纺织、皮革和塑料领域，还可以应用于光电子器件、生物医学和光催化等领域。
例如，有机光敏剂是一类具有光敏性的有机染料，可以在光照下发生化学反应，被广泛应用于激光打印、复印、印刷和光刻等工艺中。
另外，有机染料在生物医学领域也得到了广泛的研究和应用，例如通过染料标记技术可以实现细胞成像和肿瘤的早期诊断。
有机染料的应用研究还涉及到对染料性能的改进和优化。
染料的光学性能（如吸收光谱、发射光谱）以及其在纺织品、皮革等材料中的耐光、耐洗、耐摩擦性能都是研究的重点。
许多科研人员通过改变染料分子的结构来调控染料的性能，例如引入杂环结构、调节取代基的位置和种类、改变共轭体系等。
这些改进可以提高染料的稳定性、亮度和染色效果，从而满足不同应用场景的需求。
在有机染料的合成和应用研究中，绿色合成和可持续发展也逐渐成为研究的重要方向。
绿色合成是指通过最小化废弃物的生成、采用可再生原料和催化剂等方式来合成染料。
例如，可以使用生物质废弃物作为原料来合成染料，或者采用催化剂来提高反应的选择性和效率。
这样的绿色合成方法既可以减少对环境的污染，又可以降低染料生产的成本。
总的来说，有机染料的合成和应用研究是一项具有重要意义的化学研究领域。
通过不断地改进合成方法、优化染料性能和开发新的应用，有机染料在纺织、皮革、塑料、光电子、生物医学等领域中的作用将会更加广泛和重要。
光敏材料分类及用途
光敏材料分类及用途
光敏材料是一种能够对光线进行感应和产生化学反应的材料。
根据其化学性质和用途的不同，可以将光敏材料分为几类。
1. 光敏聚合物
光敏聚合物是一种特殊的聚合物材料，其结构中含有光敏基团。
当光线照射到光敏聚合物上时，光敏基团会发生光解或光开环反应，从而引发聚合或解聚合反应。
光敏聚合物广泛应用于光刻技术、三
维打印和可见光催化等领域。
2. 光敏染料
光敏染料是一种能够吸收特定波长光线并在光照下发生化学反
应的染料。
光敏染料常用于光敏剂、光开关和光敏电池等器件中。
它们具有吸收光线并转化为化学能的能力，可以用于太阳能电池、
光催化和光疗等应用。
3. 光敏半导体材料
光敏半导体材料是一类能够吸收光能并产生电子-空穴对的材料。
这些材料通常是半导体晶体，如硅、硒化铟等。
光敏半导体材料常用于光电探测器、光敏传感器和光电二极管等器件中，用于转化光信号为电信号。
4. 光敏涂层材料
光敏涂层材料是一种涂覆在基材上的光敏材料。
这类材料通常包含光敏剂或光敏染料，通过光照使其发生化学反应，从而实现对基材的功能性改变。
光敏涂层材料广泛应用于光刻、光纤传感和光学信息存储等领域。
光敏材料在诸多领域中发挥着重要作用，包括光电子技术、光催化、信息存储和医学等。
随着科学技术的不断发展和创新，我们可以期待光敏材料在更多领域中带来新的应用和突破。
光化学合成反应的机理与应用
光化学合成反应的机理与应用光化学合成反应是一种利用光照作为能量来源促使化学反应发生的方法。
光化学合成具有高效、无污染和可控性强的特点，近年来在有机合成领域得到了广泛的应用。
本文将从机理与应用两个方面进行介绍。
一、光化学合成反应的基本机理光化学合成反应的基本机理是通过吸收光能激发分子内的电子，引发化学反应的发生。
常见的光化学合成反应机理包括单能量光子直接激发反应、多能量光子串联反应以及光敏剂催化下的反应等。
（一）单能量光子直接激发反应在单能量光子直接激发反应中，光能通过吸收光子将化合物内的电子激发到高能态，从而产生反应物和中间体。
该类型的反应机理常见于光敏染料的应用，例如光敏剂发生光解反应产生活性自由基。
（二）多能量光子串联反应多能量光子串联反应是指在多次光子吸收的作用下，使化合物内的电子逐级激发，最终达到高能态从而促使反应的发生。
这种机理常见于光化学发光反应中，例如光化学合成荧光染料的方法。
（三）光敏剂催化下的反应光敏剂催化下的反应是指通过光敏剂的作用，将光能转化为化学能从而引发反应的发生。
常见的光敏剂包括金属复合物、有机化合物等。
该类型的反应机理常见于光催化有机合成反应，具有高效、可控性强的优点。
二、光化学合成反应的应用光化学合成反应在有机合成领域具有广泛的应用价值，主要体现在以下几个方面：（一）有机合成光化学合成反应可以在温和条件下实现复杂有机化合物的合成。
例如，通过光催化合成反应可以高效合成药物中间体、天然产物等有机化合物。
光化学合成反应由于其选择性好、收率高的特点，已成为合成化学的重要工具。
（二）能源转换光化学合成反应可以利用光能将低能量化合物转化为高能量化合物，从而实现能源的存储和转化。
例如，光电池就是利用光化学合成反应将光能转化为电能的装置。
此外，光化学合成反应还可以用于光解水制氢等可持续能源的开发。
（三）环境保护光化学合成反应是一种无污染的反应方式。
由于其避免了传统有机合成反应中所需的大量溶剂和高温条件，减少了对环境的影响。
光敏色素的合成及其光化学性质研究
光敏色素的合成及其光化学性质研究光敏色素是一类能够响应光的化合物，它们能够在受到光照射后发生光化学反应，从而产生一系列重要的生物效应。
比如，光敏色素在视觉传递中发挥了关键作用，它们能够接收到来自外界的光线信息，并将其转化为神经信号，进而被转化为视觉感受。
此外，光敏色素还在光合作用中、光致反应和光疗中等方面扮演着重要角色。
光敏色素的合成过程十分关键。
它们通常由一个色原分子（porphyrin）和一个配体（ligand）构成，形成一个配合物（complex）。
其中，色原分子是一种含有四个吡啶环的化合物，它们通常在体内由多种酶催化反应合成得到。
而配体的种类和数量往往会影响到配合物的光化学性质和对光的响应效果。
在自然界中，不同的生物体内含有不同种类的光敏色素，可根据其结构特征分为叶绿素、类胡萝卜素、细菌色素、光敏细胞素等。
光敏色素的光化学性质是其重要的特征之一。
当光敏色素受到光线照射时，其能量就会激发其中的电子从基态（low-energy ground state）跃迁到激发态（high-energy excited state）。
这个跃迁过程往往涉及荧光共振能量转移、电荷转移和电子自旋多重分裂等多个步骤，这样才能够激发出特定的反应过程。
此外，光敏色素还能在阳光下通过单一捕获机制（single-capture mechanism）将惰性氧（O2）转化为活性氧，从而产生极强的氧化性。
研究光敏色素的合成和光化学性质不仅有助于深入了解其在生物体内的作用机制，同时也有可能为实现创新的光敏光学材料和技术提供重要的启示。
比如，研究不同配体对光敏分子基态/激发态间能量传递机制的影响，可以为设计新型的荧光探针、烟雾探测器、化学传感器等提供思路。
此外，将光敏染料和其他材料结合起来，也可能为研发优良的光疗材料、光敏墨水、光敏电池等提供实用性方案。
总之，光敏色素是一类十分重要的光化学功能分子，其合成和光化学性质的研究对生物医学、材料科学等领域都具有一定的意义和价值。
近红外光敏染料
近红外光敏染料近红外光敏染料是一类具有特殊光敏性质的染料，其在近红外光谱范围内具有较高的吸收能力和光敏反应活性。
近红外光敏染料的研究和应用领域广泛，涵盖了光电子学、生物医学、材料科学等多个领域。
近红外光敏染料具有较高的吸收能力，可以吸收近红外光波长范围内的光线。
这使得它们在近红外光谱范围内表现出较强的光敏反应活性，可用于近红外光敏材料的制备和应用。
近红外光敏染料可以通过吸收光能产生激发态能级，从而引发光敏反应，如光解、光催化等。
这些光敏反应可以在光照条件下实现，具有非常高的选择性和灵敏度。
近红外光敏染料在光电子学领域有重要的应用。
近红外光敏材料可以用于制备红外光电器件，如红外光电二极管、红外光电传感器等。
这些器件可以在近红外光谱范围内实现高灵敏度的光电转换，有助于实现近红外光信号的检测和处理。
近红外光敏染料还可以用于制备光电转换器件和光学器件，如光电转换器、光电存储器等。
近红外光敏染料的应用能够拓展光电子学领域的研究和应用范围，促进红外光电器件的发展。
近红外光敏染料在生物医学领域也具有重要的应用价值。
近红外光敏染料可以用于生物成像、光动力疗法和光热疗法等领域。
近红外光敏染料的吸收峰位于近红外光谱范围内，与生物组织的透明窗口相匹配，能够穿透较深的组织，实现对生物标志物和病变组织的成像和治疗。
近红外光敏染料可以通过激发态能级的产生，引发光动力学反应和光热反应，从而实现对肿瘤细胞的灭活和组织的热疗效果。
这些应用有望在肿瘤治疗和生物医学成像领域发挥重要作用。
近红外光敏染料在材料科学领域也有广泛的应用。
近红外光敏染料可以用于制备光敏材料、光学材料和功能材料等。
近红外光敏染料可以通过激发态能级的产生，引发光敏反应，实现材料的光解、光催化和光物理效应等。
这些光敏反应可以调控材料的光学性能、电学性能和热学性能，有助于实现材料的功能化和性能优化。
近红外光敏染料还可以用于制备光子晶体、光学波导和光学薄膜等光学器件，为光学器件的制备和应用提供新的思路和方法。
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试剂二
制备方法
溶 剂
1
3B
GMA
-
2
3B
MA
HPA
3
3B
T DI
HPA
4
2BL N
GMA
-
3
甲 苯
2
甲 苯
1
丙酮/ 氯仿
3
丙酮/ 氯仿
5
2BL N
GMA
-
2
丙酮/ 氯仿
6
2BL N
T DI
HPA
1
丙酮/ 氯仿
* 配制成色标油墨后光照固化成膜, 用邻苯二甲酸二丁酯室温浸泡 24 h。×, 褪色;
取等摩尔 ( 0. 4 mo l) 2, 4- 甲苯二异氰 酸酯和丙烯酸羟丙酯混合, 置于机械搅拌的 三口瓶中, 加入 0. 1% ( W/ W) N, N- 二甲 基苄胺作催化剂, 于 75～80℃下反应 4 h, 再
加入无水溶剂 ( 见表 1、表 2) 1 l, 继续加入 原染料 0. 18 mol , 并补加 N, N- 二甲基苄胺 ( DM B) 0. 1% ; 在 75～80℃下反应 5 h, 蒸 去大部分溶剂, 将反应物倾入水中, 使之沉 淀; 再倾去上层水层。将沉淀物反复洗涤至 水层为无色, 过滤沉淀物后干燥至恒重, 即 得产物。
工研究院一分院 2 Eur polym paint colour J, 1993, 183: 4323 3 JP 03- 255 121; 02- 189 371 4 中国化工商品大全 . 中国物资出版社, 1988: 507, 511 5 试剂手册 . 上海: 上海科学技术出版社, 1984: 23
以 T DI 作偶联剂, HPA 作改性试剂, 可 以按两种方法进行改性。方法 A: 将 T DI 与 HPA 反应制得中间产物, 再与原染料反应。 方法 B: 将原染料与 T DI 反 应, 再继续 与 HPA 反应而得。两种方法中间过程不同, 而 最终产物结构相同; 原染料 3B、2BL N、AY 的实验结果列于表 2。
表 2 序号 7 8 9 10 11 12
两种改性光敏染料的方法对比
原染料 制备方法 产率 褪色实验
3B
A
85. 0
3B
B
88. 8
2BL N
A
90. 2
2BL N
B
93. 1
AY
A
79. 0
AY
B
80. 2
表 2 实验结果表明: 采用方法 A 和 B 所 得的收率都比较高, 其改性染料所配制的色 标油墨和固化膜在 DBP 中浸泡均不产生褪 色现象。但从制备工艺来考虑, T DI 与 HPA 的加成可以在无溶剂条件下反应, 那么则可
取 0. 18 m ol 原染料于带机械搅拌的三 口瓶中, 加入无水溶剂 1 l ( 见表 1) 、0. 4 m ol GMA ( 或 GA) , 在 80～85℃下反应 8 h, 减 压蒸去大部分溶剂, 然后按方法 1 进行沉淀、 水洗、干燥, 即得产品。 2. 3 色标油墨配制实验
取 UV- 固化树脂基料 100 g, 加入合成 的光敏染料 2. 5 g 、增感剂 5 g 、光敏剂 5 g , 在电动锥体磨 中混合研磨成均匀的色 标油
于分辨, 还要求色层表面光滑、细腻, 颜色 稳定, 耐候性好; 特别是用于光导纤维的色 标油墨, 还要求具有一定的透光性, 并在光 纤填充油膏中不发生迁移、褪色的现象; 基 于以上要求, 我们着重在以下几个方面进行 了探讨和研究。 3. 1 原染料的选择
选用的原染料有以下几点要求: 原染 料 分 子结构 明确, 而且带 有 “- N H2”或
30
湖北化工
1998 年第 6 期
以提高设备能力、缩短生产周期。 3. 4 反应条件的选择 3. 4. 1 溶剂的影响
溶剂不能选用带有羟基或胺基的溶剂, 最好选用能与水混溶或可部分混溶的溶剂为 宜。表 3 列出了以 3B、2BL N 、AY 原染料为 例, 应用几种常用溶剂的实验结果。
从表中实验结果可以看到: 选择丙酮/ 氯 仿 ( 3∶1) 混合溶剂或 DM F 都是较为理想的 溶剂, 以采用丙酮/ 氯仿混合溶剂为最佳。采 用甲苯作溶剂, 产率偏低; 因为甲苯对其原 染料溶解性较差, 固体微粒的原染料不能和 改性试剂达到反应完全的程度。
28
湖北化工
1998 年第 6 期
光敏染料的合成及应用
沈革新 佘万能 屈秀宁 余晓梦 孙群珍 刘 卫 荣家成 陈捍宁 ( 湖北省化学研究所, 武汉 430074)
摘 要 报道了三种光敏染料 分散红氨基甲酸酯丙烯酸酯 ( R U A ) 、分散蓝氨基甲酸酯丙 烯酸酯 ( BU A ) 和口丫啶黄氨基甲酸酯 丙烯酸酯 ( Y U A ) 的合成, 对合成条件和应用进行了研究, 对结构进行了表征。
“- OH ”功能基; 颜料稳定性优良, 耐热 性、耐候性、耐光性均好; 颜色鲜艳, 色 相确为红、黄、蓝三原色, 能满足多种拼色; !原染料在水中或有机溶剂中有较好的分散 性或可溶性; ∀ 加入到光敏树脂基料中, 对 光固化速度不产生影响。根据以上要求, 我 们选择分散红、分散蓝、口丫啶黄等三种染料为 改性用原染料。 3. 2 改性试剂的选择
取合成的光敏染料少许 ( 约 1 g ) , 加入 10% 的光敏剂 ( 安息香二甲醚) , 慢慢加入丙 酮/ 氯仿混合溶剂 20 ml , 使其溶解; 并用滤 纸过滤, 将得到的均匀溶液放入表面皿中, 在 冰浴下, 置于紫外灯下光照 30 m in。停止光 照, 溶液中即出现絮状不溶物, 用滤纸过滤。 并用相同溶剂冲洗滤纸, 以滤纸增重法, 求 得凝胶率。结果见表 6。
选用的原染料的分子结构上均带有 “- N H2”、“- OH ”, 因而可以采用不同途径 将 “CH2= CH - CO - ”基团加到原染料上, 从而达到改性目的。表 1 列举了以分散红 3B、分散蓝 2BL N 为例, 用不同试剂进行改 性的结果。
表 1
改以 H PA 作改性试剂, T DI 作偶联剂, N, N- 二甲基苄胺作催化剂, 按实验方法 A 所
表 4
放大实验结果
序号 原染料/ 用量 ( g)
TDIHPA
产量 ( g)
1
3B/ 250
492
750
2
3B/ 250
492
740
3
3B/ 250
492
750
4
2BLN/ 250
540
723
5
2BLN/ 250
月桂酸锡作催化剂, 对照不加催化剂的情况 进行比较, 反应过程中, 定时取样, 并倾入 水中终止反应; 然后将产物洗涤干燥、计量。 现以 3B 为例, 其实验结果见图 1。
由图 1 结果可见: 采用两种催化剂达到 最大转化率的时间差不多, 而不加催化剂时 在 12 h 后仍然未达到最大转化率; 并且用有 机锡比用 N, N - 二甲基苄胺初期反应速度 要快一些, 6 h 后转化率相近。 3. 5 放大实验
墨, 在 15～20℃避光保存。 2. 4 光固化成膜
将配好的色标油墨用涂覆器在玻璃板上
1998 年第 6 期
湖北化工
29
铸膜, 厚度 0. 1～0. 2 mm , 静置数分钟后, 在 紫外灯下光照固化成膜 ( 灯源 25 W / cm , 灯 距 15 cm ) 。
3 结果与讨论 光固化色标油墨不仅要求颜色鲜艳, 易
关键词 光敏染料 分散红 分散蓝 口丫 啶黄 氨基甲酸酯丙烯酸酯 光纤色标油墨
1 前言 UV - 固化涂料或油墨是目前迅速发展
的一类功能材料, 以其固化速度快、综合性 能优异, 在通信、电子、印刷等行业得到广 泛的应用。特别是近几年来, U V- 固化油墨 作为光导纤维用色标料, 体现出更加明显的 优越性。作者选取分子中带有 “- N H2”或 “- OH ”的染料作为原料, 以带有“CH2= CH - CO- ”的一类化合物作为改性试剂, 采用 加成或偶联的方法来改性。并且选取三原色 ( 红、黄、蓝) 染料作为原料, 其它颜色以其 三原色配制而成。对其反应条件、光反应活 性和结构进行了考察和表征。合成的光敏染 料也在光纤着色料中进行了实际应用研究。
反应温度 ( ℃)
溶 剂
75～80
甲 苯
75～80
丙 酮
75～80 丙酮/ 氯仿
75～80
甲 苯
75～80 75～80
丙酮/ 氯仿 二甲基甲酰胺
75～80 丙酮/ 氯仿
120 二甲基甲酰胺
产率 (%) 70. 1 72. 1 85. 0 71. 2 93. 1 82. 1 78. 2 79. 4
3. 4. 2 催化剂与反应时间的关系 分别选择 N, N- 二甲基苄胺、二丁基二
光敏剂 (g )
凝胶量 ( g)
1. 00 0. 75 0. 62
0. 10 0. 075 0. 062
0. 90 0. 65 0. 75
凝胶率 (%)
81. 8 78. 8 95. 3
由表 6 结果表明: 上述合成的光敏染料 均具有一定的光固化活性, 尽管其光固化活 性不是很高, 但是与光固化预聚物配合以后, 则显示了较快的固化速度。 3. 8 应用研究
产 率
褪色实验
64. 7
×
62. 7
×
85. 0
71. 2
×
80. 0
×
93. 1
, 不褪色 ( 下表同)
表 1 结果表明: 以 GA、GMA 直接与原 染料反应, 所得产率低, 油墨膜在 DBP 中易 发生褪色现象, 以 M A 作偶联剂, 然后再接 上 HPA , 其结果也不理想, 而以 T DI 作偶联 剂, 然后再接上 HP A, 所得产率高, 其油墨 膜也具有较好的抗溶剂性能。 3. 3 改性方法的选择
4 结论 以现有的染料进行改性合成了三种光敏