“光敏水解技术”原理及水致褪色色料专利的应用

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1、“光敏水解技术”原理及水致褪色专利的应用  光敏水解书写笔，荣获2004年度国家技术发明二等奖。是山西大学化学化工系董川博士在国家自然科学基金赞助下，经过大量科学实验，利用有机光化学反应和水解反应的原理，研制成功的一种新型教学和记事用笔墨书写工具；是灌注光敏水解墨水，在电子板或白板上教学书写的新型记号笔；是记号笔大家族中的又一新成员，属可擦性水性白板记号笔。这套书写工具，包括：光敏水解墨水、光敏水解墨水电子板记号笔、光敏水解墨水擦除剂及板擦、淡黄色亚光电子书写板以及投影仪、红外线定位器、模拟笔和多媒体计算机系统。该产品已经在

2、北京、福建、甘肃、山西等省市的千余所院校推广应用，结果表明，该产品有广泛的应用前景，具有良好的经济和环保等社会效益。2014年“光敏水解技术“项目已落地义乌市科技创业园，并成立浙江奥乐奥新材料科技有限公司，得到义乌市政府的大力支持，入选义乌市英才计划，已先期获得政府300万元奖励。   光敏水解墨水。光敏水解墨水的研制是这一课题的核心技术，首先要将特定的中草药切片经乙醇浸提萃取发色基团有效成分，进行分离重排，制得光敏水解发色母体物；再将发色母体物进行化学取代基置换反应和大共轭体系分子缔合，加人阻化剂制成膏状光敏水解发色母液；

3、然后将发色母液中加入溶剂和分散剂、消泡剂、防腐剂、抗冻剂、香料、成膜剂、消光剂、防干剂等各种助剂，即可制得光敏水解墨水。光敏水解墨水有红、蓝、黑、紫等多种色彩，书写流畅，无毒无害，没有环境污染。实现了显色液态书写，水解退色擦除，克服了传统教学中粉笔书写粉尘污染的世界性难题。   光敏水解墨水擦除剂。擦除剂是这项课题的又一关键技术，它是由一种有机物质粉末为分解剂和多种助剂溶解于水或乙醇、乙醚等溶剂的浅红色溶液，浓度一般为0．1～1％，能在0．1～10秒钟内分解墨水中的有机物质，使书写板上的字迹消退，擦除重写不留痕迹，没有粉尘。

4、   淡黄色亚光电子书写板。利用现成的彩色钢板生产工艺，采用最新的数字信息处理技术和计算机技术，研制出适合于教室使用的淡黄色磁性亚光电子书写板。板面色调柔和不反光，保护学生视力；书画字迹容易擦除重写不留痕迹；涂层硬度高附着力强，不易划伤经久耐用；一板多用可兼顾用作多媒体教学投影屏幕。电子板整体装置，在软件设计上，采用多线程动态交互技术和人性化设计理念，使演示过程简单方便，教学功能更加完善，实现了传统教学与多媒体计算机程控教学的统一。   光敏水解墨水质量控制指标的设定。质量控制指标和技术要求一般可设定如下：密度、粘度、毒害性

5、、pH值、表面张力、色泽(色别和色度)、不溶物、流利性、扩散性、稳定性、间歇书写、擦除性、组成份及其原材料的定性定量测定等理化性能指标、生产控制指标和使用指标。   粘度。是指墨水的粘稠程度，它影响着笔的出水快慢和书写流利性。实践中控制粘度指标在500—1000cP之间较为理想。   毒害性。是指墨水对生物的危害程度，应规定为无毒、无刺激性为合格品。   表面张力。用张力仪检验墨水的表面张力。笔者认为规定表面张力通常为40±5达因·厘米为好。   色泽(包括色别和色度)。用光度计检测墨水的最大吸收波长，应当与规定的色标波长相

6、一致；在最大吸收波长下测定吸光度值，应当与规定的色标吸光度相一致为合格品。   不溶物、流利性、扩散性、间歇书写、稳定性等指标，按行业常规方法检测。   擦除性(包括擦除和重写效果)。是指板书字画用擦除剂擦除字迹的快慢。它体现了光敏水解反应进行的快慢程度。它的大小与擦除剂浓度有关，浓度大则擦除快，但重写效果差；浓度小则擦除慢，但重写效果好。实验时，室温下书写字迹在板面上存留时间超过20min后，用湿润板擦擦除，被擦除字迹的颜色在3—6s钟内褪去为合格品。   用液相色谱法测定蓝黑墨水成分。蓝黑墨水，一般是用两种或两种以上染料

7、拼色混合制成，不同的品牌、型号其组成和配方配比各不相同，因此检测得出的液相色谱峰数、峰值也各有差异，据此，可以为鉴别各种不同牌号的蓝黑墨水及其字迹提供科学依据。蓝黑墨水中的染料一般为酸性染料和直接染料，含有羧基和磺酸基等易解离基团，在非极性色谱柱上无保留，加入离子对试剂可以和染料离子形成非极性分子，可以反相色谱法测定。由于不同染料解离的离子不同，形成的非极性分子互不相同，其色谱峰形、峰数、峰值也各不相同，可予以鉴别。液相色谱法测定蓝黑墨水成分，灵敏度高，重现性好，方法简便，可以鉴别不同牌号的蓝黑墨水及其字迹。   用纸上萃取

8、色谱法鉴别红墨水等染料墨水中的染料品种。如：红色染料墨水，通常用弱酸性红A、酸性红G或酸性大红GR配制。用厚型中速层析滤纸作色谱分析，墨水中的各种染料在展开剂作用下的比移值各不相同，可予以鉴别。《笔墨》提出：经过多次实验，使用不同的展开剂获取其吸附色谱和分配色谱，各种染料的几组相应比移值不