Полимеризуемый состав для получения люминесцирующих прозрачных полимерных материалов

 

Изобретение относится к химии и технологии люминесцентных материалов и материалов, селективно поглощающих излучение, и может быть использовано в светотехнике, опто- и микроэлектронике. Изобретение позволяет получать материалы со светопропусканием более 90%, интенсивностью люминесценции, превышающей люминесценцию известных аналогичных составов более, чем в 10 раз и светостойкостью до и более 10 ч за счет полимеризуемого состава, включающего эфиры метакриловой кислоты и/или стирола и редкоземельной соли галогензамещенных алифатических карбоновых кислот в количестве 6·10^-5-1,04 моль/л мономера. Дополнительно состав может содержать фотоактивные добавки в концентрации 1·10^-4 до 1,82 моль/л мономера и пероксильный инициатор. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к химии и технологии люминесцетных материалов и материалов, селективно поглощающих излучение, и может быть использовано в светотехнике, опто- и микроэлектронике, в частности в качестве сред, преобразующих излучение оптического диапазона.

Целью изобретения является улучшение светопропускания (оптического качества) при одновременном повышении интенсивности люминесценции и фотостойкости получаемого состава.

Заявляемый состав получают по следующей методике.

1. В предварительно очищенном мономере растворяют заданное количество редкоземельной соли галогензамещенной алифатической карбоновой кислоты.

2. В раствор, полученный по п.1 добавляют при необходимости рассчитанное количество фотоактивной добавки.

3. В раствор, полученный по п.2, при необходимости добавляют инициатор полимеризации.

4. Полученный по п.3 раствор фильтруют и полимеризуют одним из известных способов (термически, фото- или гаммарадиационно).

П р и м е р 1. В 8 мл предварительно перегнанного (очищенного) ММА растворяют 0,049 г Eu(CF₃COO)₃ (10^-2 М; 0,15 мас.); 0,0016 г α,α -дипиридила (10^-3 М; 0,016 мас.); 0,05 г перекиси бензоила. Прибавлением ММА доводят объем раствора до 10 мл. Раствор фильтруют и термически полимеризуют при 70^оС в течение 10 ч. В результате получается прозрачный полимерный блок. Общее светопропускание (оптическое качество) при толщине 2 мм составляет 92% Фотостойкость: при облучении состава в течение 2 ч светом лампы ДРТ-250 изменение люминесцентных свойств не обнаружено. Увеличение интенсивности люминесценции по сравнению с прототипом в 2,2 раза. В таблице приведены примеры конкретного выполнения и некоторые характеристики РЗМ-содержащих полимеров, получаемых в результате полимеризации. В таблице под оптическим качеством понимается общее светопропускание (вне полос поглощения, фоновое) в при толщине образца 2 мм.

Под фотостойкостью понимается время облучения образца ультрафиолетовым излучением λ-254 + 365 нм суммарной мощностью 250 Вт, приводящее к 2-кратному спаду интенсивности свечения.

Фотополимеризация. Во всех остальных случаях, за исключением N 49-52, термическая полимеризация с перекисью бензоила. В примере N 86 термическая полимеризация с перекисью дикумила.

Полимеризация под воздействием γ -излучения Со⁶⁰.

По прототипу.

Возбуждение на 395 нм, во всех остальных случаях на 312 нм.

В графе "7" указана интенсивность люминесценции, возникающая при фотовозбуждении (дейтериевая лампа ЛД(Д) 400, светофильтр с λ_макс 313 нм, Δλ_1/2= 10 нм). Для составов, содержащих соединения европия, указана относительная интенсивность люминесценции в переходе ⁵D_o ->> ⁷F₂ иона европия (III) с λ_макс 613 нм. При этом максимальная интенсивность принята за 100% а остальные значения нормированы к этой величине. Для остальных составов, не содержащих ионов европия (III), показано наличие или отсутствие люминесценции и длина волны максимумов полос.

Примеры 16-19 воспроизводят составы и свойства материалов в условиях прототипа.

Сокращения: Dip α,α -дипиридил МА метилметакрилат-анион МАК метакриловая кислота Quin хинолин 8-CH₃-Quin 8-метилхинолин 4-Cl-Quin 4-хлорхинолин 6,8-CH₃-Quin 6,8-диметилхинолин Phen 1,10-фенантролин K.O. "ксиленоловый оранжевый", индикатор Pic 2-метилпиридин ( α-пиколин) Эрихром "эриохром черный Т", индикатор Арсеназо "арсеназо-Ш", индикатор DMF N,N-диметилформамид DMSO диметилсульфоксид TMF тетрагидрофуран Diox диоксан Et₂O диэтиловый эфир But₂O дибутиловый эфир DMA N,N-диметилацетамид

Формула изобретения

1. ПОЛИМЕРИЗУЕМЫЙ СОСТАВ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЛЮМИНЕСЦИРУЮЩИХ ПРОЗРАЧНЫХ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ, содержащий эфиры метакриловой кислоты и/или стирол и редкоземельную соль карбоновой кислоты, отличающийся тем, что, с целью улучщения светопропускания при одновременном повышении интенсивности люминесценции и фотостойкости, он содержит алкиловый эфир метакриловой кислоты, имеющий в алкильном радикале от 1 до 16 атомов углерода, и/или алкиловый эфир метакриловой кислоты и в качестве соли он содержит соль галогензамещенной одноосновной алифатической карбоновой кислоты, имеющей в алкильном радикале от 1 до 4 атомов углерода, и металла, выбранного из группы, состоящей из Eu, Nd, Tb, Yb, Dy, Pr, Sm или их смеси, при концентрациях редкоземельной соли 6 · 10^-5 1,04 моль/л мономера.

2. Состав по п.1, отличающийся тем, что в качестве галогензамещенной алифатической карбоновой кислоты использована дейтеронезамещенная или дейтерозамещенная галогензамещенная алифатическая карбоновая кислота.

3. Состав по пп.1 и 2, отличающийся тем, что он дополнительно содержит фотоактивные недейтерированные или дейтерированные органические добавки, содержащие гетероатомы кислорода и азота, в концентрации 1 · 10^-4 1,82 моль/л мономера.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5