[发明专利]荧光聚合物分子刷薄膜、制备方法及用于高灵敏检测爆炸物

摘要

本发明属于高分子材料领域，涉及一种荧光聚合物分子刷薄膜、制备方法及用于高灵敏检测爆炸物。该方法首先在基底上合成厚度尺寸从纳米至微米可控的聚合物分子刷薄膜，进而将具有荧光性质有机分子与分子刷薄膜复合，获得具有荧光性质的聚合物分子刷薄膜。利用爆炸物TNT分子与荧光分子间的电子转移作用，导致猝灭荧光而使聚合物分子刷薄膜的荧光强度降低，实现荧光聚合物分子刷薄膜对TNT的智能检测。这种具有TNT检测功能的荧光聚合物分子刷薄膜材料开拓了高分子响应性材料体系，在光学材料、环境监测、安全检查及反恐等领域上的应用具有重要意义。

主权项

一种荧光聚合物分子刷薄膜的制备方法，其步骤如下：（1）将基片进行羟基化处理，使基片表面产生羟基基团，再用去离子水冲洗基片并用氮气吹干；然后将基片置于30～60uL含有氨基的硅烷偶联剂与10mL甲苯混合溶液中反应8～12小时，使基片表面连接上氨基基团；将基片用二氯甲烷等溶剂冲洗吹干后，放入盛有0.1～0.3mL引发剂、0.12～0.2mL酸吸收剂、5～10mL二氯甲烷的密封瓶中，在0℃条件下反应1～3小时后，再在室温下反应15～18小时，然后将接有引发剂的基片取出用丙酮与甲苯分别冲洗后用氮气吹干；（2）将步骤（1）得到的表面接有引发剂的基片放入反应器中，加入5～8mL丙酮、1～3mL去离子水、0.8～2mol聚合单体、0.67～0.7mmol配体单体后混合均匀，室温下通高纯氮气30～60分钟后，反应体系升温至60～70℃，加入0.223～0.278mmol催化剂单体，混合均匀，在密封循环水冷凝条件下反应3～6小时，将基片取出用四氢呋喃进行超声波清洗吹干后，置于120～260℃烘箱中加热15～90分钟，用大量去离子水冲洗并氮气吹干，即在基片上得到了聚合物分子刷薄膜，其厚度为20～200nm；聚合单体是丙烯酸叔丁酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯或甲基丙烯酸甲酯；配体单体是五甲基二乙烯三胺、2，2‑联吡啶或三‑（2‑二甲氨基乙基）胺；催化剂单体是溴化亚铜、氯化亚铜或碘化亚铜；（3）在反应器中，将步骤（2）制备的带有聚合物分子刷薄膜的基片放入pH=7.5～9.0的NaOH水溶液中浸泡15～90分钟，取出吹干，加入到0.1～2mM荧光分子水溶液中，氮气保护下磁力搅拌，在25～35℃反应5～8h，然后将基片用蒸馏水反复离心洗涤3～5次，得到复合有荧光分子的荧光功能聚合物分子刷薄膜。