光致变色高分子材料 技术前沿 中国标准物质网

光致变色高分子材料是含有光色基团的聚合物受一定波长的光照射时发生颜色变化，而在另一波长的光或热的作用下又恢复到原来的颜色的材料。光致变色高分子材料可制造各种护目镜、能自动调节室内光线的窗玻璃、军事上的伪装隐蔽色、密写信息记录材料、信号显示、计算机记忆元件、感光材料和全息记录介质等。

光致变色高分子的种类很多，己经报道的有偶氮苯类、三苯基甲烷类、螺吡喃类、双硫腙类、氧化还原类、硫堇类等。有的聚合物在主链上带有光色基团。

理想的光致变色过程有如下两步组成：

(1)激活反应，即显色反应，系指化合物经一定波长的光照射后显色和变色的过程。

(2）消色反应，它有热消色反应（系指化合物通过加热恢复到原来的颜色）和光消色反应（系指化合物通过另一波长的光照射恢复到原来的颜色）两种途径。

不同类型的化合物的变色机理是不同的。光致变色高分子的变色机理一般分为7类：键的异裂、键的均裂、顺反互变异构、氢转移互变异构、价键互变异构、氧化还原光反应、单线态～三线态吸收。例如，偶氮苯类高聚物的光致变色是由于发生双键的顺反互变异构而产生的；硫代缩胺基脲衍生物与Hg能生成有色络合物，是化学分析上应用的灵敏显色剂。在聚丙烯酸类高分子侧链上引入这种硫代缩胺基脲汞的基团，则在光照时由于发生了氢原子转移的互变异构，发牛变色现象：

制造光致变色高分子有两种途径可以利用：一种是把小分子光致变色材料与聚合物共混，使共混后的聚合物具有光致变色功能；另一种是通过共聚或者接枝反应以共价键将光致变色结构单元连接在聚合物的主链或者侧链上，这种材料就成为真正意义上的光致变色功能高分子材料。

带有偶氮苯结构的光致变色聚合物的合成策略主要有以下3种：①首先合成具有乙烯基的偶氮化合物，然后通过均聚反应或与其他烯烃单体共聚制备高分子化的偶氮化合物；②含有偶氮结构的分子通过接枝反应与聚合物骨架键合，实现高分子化；③通过与其他单体的共缩聚反应，把偶氮结构引入聚酰胺、尼龙-66等聚合物的主链之中。