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1、362009,Vol.26No.8化学与生物工程Chemistry&Bioengineering一种光致变色偶氮染料接枝羧甲基甲壳素高聚物的合成1221孙宾宾,傅正生,陈洁,王芳宁(1.陕西国防工业职业技术学院化工系,陕西西安710300;2.西北师范大学化工学院,甘肃兰州730070)摘要:以水为介质、过硫酸铵为引发剂,采用接枝共聚法合成了一种具有光致变色偶氮侧基的羧甲基甲壳素衍生物,用红外光谱对其结构进行了表征。讨论了反应温度、反应时间、引发剂用量、溶剂用量、单体用量对接枝共聚反应的影响。确定最佳合成条件为:羧甲基甲壳素013g、溶剂水3010mL、引发剂3010mg、偶氮单
2、体0190g、反应温度70℃、反应时间410h,此时接枝率为9210%,接枝效率为3017%。关键词:羧甲基甲壳素;偶氮染料;接枝共聚中图分类号:O631124文献标识码:A文章编号:1672-5425(2009)08-0036-03偶氮染料可以在光和热的作用下进行trans2cisNEXUS2670型FTIR光谱仪(KBr压片),美国和cis2trans异构化转变,产生光致变色现象,可用于Nicolet公司。光信息存储等领域,但由于小分子偶氮染料加工困难,112方法在实际应用中受到限制。有机聚合物材料具有良好的在配有温度计、搅拌器、冷凝管、N2导入管的四口力学性能和成膜性能,是
3、理想的基质材料。与偶氮染烧瓶中加入一定量的去离子水和CMC,通N2保护,搅料掺杂有机聚合物(如PMMA)体系相比,偶氮染料接拌使其溶解。加入AZO,加热至预定温度。加入新配枝聚合物材料在分子水平是均相体系,具有更好的热的APS水溶液,恒温反应一段时间,将产物冷却后倾[1]稳定性和力学性能。因此,制备具有偶氮侧基的高入大量丙酮,过滤。将不纯的产物在索氏提取器中用聚物,并探讨其光致变色性能成为目前研究的热丙酮抽提810h以除去均聚物,真空6010℃干燥至恒[1～8]点。重,得接枝共聚物CMC2g2AZO。接枝率和接枝效率甲壳素是地球上储量仅次于纤维素的可再生天然按下式计算:高分子,不
4、溶于普通溶剂,但羧甲基甲壳素(CMC)却接枝率=W1-W0×100%W0[9]有着良好的水溶性和成膜性。含偶氮光致变色侧基W1-W0的羧甲基甲壳素衍生物在信息存储等方面有着潜在的接枝效率=W2×100%应用价值。式中:W0、W1、W2分别为CMC、CMC2g2AZO和作者在此采用接枝共聚的方法合成了一种含偶氮AZO的质量。染料侧基的羧甲基甲壳素光致变色高聚物,并探讨了2结果与讨论最佳合成条件。211红外光谱分析(图1)1实验[10,11]在羧甲基甲壳素的红外光谱中,结合文献,-1-1-1111试剂与仪器将1652154cm、1565198cm、1312114cm分别羧甲基甲壳素,
5、食品级,羧化度65%,平均分子量归属为酰胺Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ谱带。在甲壳素的红外光谱中,80000,浙江玉环生化有限公司;过硫酸铵(APS),分酰胺Ⅰ带强于酰胺Ⅱ带。在羧甲基甲壳素的红外光谱-析纯,天津市化学试剂六厂三分厂;丙酮,分析纯,天津(图1a曲线)中,由于COO反对称伸缩振动吸收峰与化学试剂有限公司;42丙烯酰氧基24′2硝基偶氮苯酰胺Ⅱ带重叠,导致其吸收强于酰胺Ⅰ带;1403183-1-(AZO),参照文献[6]合成。cm为COO对称伸缩振动吸收峰。在接枝产物的基金项目:陕西国防工业职业技术学院研究与开发项目(0805)收稿日期:2009-04-16作者简介:孙宾宾(1977-
6、),男,陕西周至人,硕士,讲师,研究方向:有机光致变色材料合成。E2mail:sunbinbin770713@163.com。孙宾宾等:一种光致变色偶氮染料接枝羧甲基甲壳素高聚物的合成/2009年第8期37反应趋于完全,接枝率和接枝效率趋于平稳。故反应时间以410h为宜。214溶剂用量对接枝反应的影响(表3)表3溶剂用量对接枝率和接枝效率的影响Tab13Effectofamountofsolventongraftingrateandgraftingefficiency溶剂用量/mL2010301040105010接枝率/%6410921087167918图1羧甲基甲壳素(a)和接
7、枝共聚物(b)的红外光谱图接枝效率/%2113301729122617Fig.1IRspectraofCMC(a)andCMC2g2AZO(b)反应条件:CMC013g,AZO0190g,APS3010mg,反应温度70℃,反应-1时间410h红外光谱(图1b曲线)中,1720197cm处出现了明显的羰基伸缩振动吸收峰,证明了接枝共聚反应的发生;由表3可见,当溶剂用量为2010mL时,体系粘-接枝后,酰胺Ⅰ带强于与COO反对称伸缩振动吸收度大,分散不均匀,均聚反应明显,导致接枝率
