系列半花菁高分子螢光染料的合成及其構效關係

《系列半花菁高分子螢光染料的合成及其構效關係》是依託蘇州大學，由陳國強擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：系列半花菁高分子螢光染料的合成及其構效關係
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：陳國強
• 依託單位：蘇州大學

項目摘要

半花菁染料所染織物具有色彩鮮艷、螢光強度高的特點，但是多數染料的光牢度不佳，而高分子染料中高分子骨架可作為能量傳輸通道將染料母體吸收光後的能量傳輸出去，從而提高染料的光穩定性。本項目首先設計合成不同生色團的螢光染料和高分子骨架，再採用化學改性法合成高分子螢光染料，對產物進行結構表征與性能分析，研究其結構組成與螢光性能之間的關係及存在的影響規律；結合染料光降解動力學研究與量子化學計算結果，嘗試探索染料的光穩定性與其分子結構之間存在的關係規律，揭示其光褪色機理；探究改善染料光牢度的可行性機制，開發設計新型分子結構的高分子螢光染料；最後將高分子螢光染料套用於染色、印花、紡絲等工藝，以期製備新型螢光紡織品材料。通過該課題的研究可以製備出結構新穎、螢光強度高、光穩定性好的高分子螢光染料，並拓展其在紡織材料領域的套用範圍。該項目的實施既有重要的科學依據，又有廣闊的套用前景。

結題摘要

本課題組合成的半花菁染料所染織物具有色彩艷麗、螢光強度高的優點，但是明顯的不足在於耐光色牢度不佳。本項目旨在製備高分子螢光染料，藉助於高分子骨架能夠作為能量通道的優勢將染料母體吸收的光能進行轉移，達到提高染料耐光色牢度的目的。設計合成帶有不同發色基團的新型螢光染料小分子，考察化學結構對螢光染料的螢光特徵及化學反應活性的影響；設計合成高分子螢光染料，考察螢光染料小分子化學結構對聚合反應產物的分子量及分子量分布、螢光性能、熱性能以及溶解性能等其他物理性能的影響；比較小分子螢光染料與高分子螢光染料之間的螢光性能和耐光色牢度，分析螢光性能變化的原因主要在於聚合物骨架的作用；結合染料水溶液光降解動力學研究與密度泛函方法（DFT）量子化學計算結果，揭示染料光褪色機理，找出染料的光穩定性與分子結構之間存在的關係-活潑點越多的染料在空氣中更易於被光氧化；將高分子螢光染料套用於纖維染色和靜電紡絲，製得螢光棉織物、螢光蠶絲、螢光腈綸織物（纖維）。項目研究結果表明：選擇合適的大分子骨架和螢光染料小分子，染料的耐光色牢度有明顯的提高，可以製得耐光色牢度達到4-5級的大分子螢光染料，有望套用於紡織材料領域。