一、光致變色高分子的研究和應用概況
光致變色材料研究始於20世紀初，源於部分功能性燃料在光照射時呈現顏色，而停止光照後又能回覆成原來的顏色。研究者將光致變色功能燃料引入到高分子側鏈或主鏈中，或與高分子化合物共混，從而開發出一系列具有光致變色特性的新型高分子材料。功能光致變色燃料是小分子，無法形成器件，而光致變色高分子恰恰在這一點上有巨大優勢。
迄今為止，光致變色高分子的應用開發工作尚處於起步階段，但應用前景誘人。例如，可作為窗玻璃或窗簾塗層，從而調節室內光線；可作為保護目鏡防止陽光、雷射以及電焊閃光等的傷害；軍事上可作為偽裝因閉塞或密寫資訊材料；還可作為高密度資訊儲存的科技儲存介質等。
我國已經將光致變色材料列入863高科技計畫，國內部分單位也相繼開始這方面研究工作並取得了一定進展。
二、光致變色的基本原理
從巨集觀上，光致變色的原理主要分為光化學過程變色和光物理過程變色兩種。光化學過程變色較為複雜，可分為順反異構反應、氧化還原反應、離解反應、環化反應以及氫轉移互變異構化反應等等。以側連帶偶氮苯的光致變色高分子為例，這是典型的順反異構變色機理。
在光作用下，偶氮從穩定的反式轉變為不穩定的順式，並伴隨著顏色的轉變。而光物理過程變色，通常是有機物質吸光從而激發生成分子激發態，主要行程激發三線態，而某些處於激發三線態的物質允許進行三線態—三線態的月前，此時伴隨著有特徵光譜變化而導致光致變色。
主要的光致變色高分子有以下幾類：含甲亞胺結構型、含硫卡巴腙結構型、偶氮苯型、聚聯吡啶型、含茚二酮結構型、含噻嗪結構型、含螺結構型、物理摻雜性光致變色高分子材料。
三、利用光致變色材料製作無動力簡易紫外輻射檢測儀的原理
通過以上光致變色的基本原理可知，光化學變色的原因都是兩種分別為無色和有色的構型之間的相互轉變。而隨著紫外強度的增加，有色構型的比例在整個物質當中不斷增加，從而光致變色高分子的顏色深度也不斷增加。因而，可以利用光致變色高分子顏色的深度來反應紫外輻射的強度。
為了使其更為直觀，可以模仿ph試紙的原理，製作標準色卡，將光致變色高分子的顏色與標準色卡相比對，則可以簡易地檢測紫外強度。同時該檢測過程不需要消耗任何人為提供的能量，因而是無動力的。
四、實驗步驟與實驗操作
原料：通用光致變色塑料（粒料）、平板玻璃、鋼片、502膠、302膠
儀器與工具：紅外線加熱爐（上限450℃，精度1℃）、平鏟、壓機
實驗步驟：
1、確定通用變色塑料的特徵溫度
將通用變色塑料放置在紅外線加熱爐中，調節溫度，確定保溫時間為3min，用鋼片進行壓制實驗，觀察其軟化情況。（定性）
通過該實驗可知：通用變色塑料的玻璃化轉變溫度tg約在100～110℃，軟化溫度ts約在110℃，tf約為180℃，而分解溫度在250℃左右。
2、確定成型溫度
根據以上實驗現象，可以確定成型溫度在180～250℃範圍內，現確定詳細具體溫度。
綜上所述，確定產品壓制成型溫度為240℃。
3、確定材料加熱時間
確定工藝為t=240℃，選擇不同的加熱時間，確定最佳方案。
因而加熱時間為3～4分鐘較好。考慮提高試驗效率，選擇加熱時間為3分鐘。
到此為止，確定材料的成型工藝為：240℃，加熱三分鐘，壓制成型。
4、材料成型方案設計
方案一：利用302膠和鋼片製成模具腔，利用等大鋼片進行壓制。
實驗結果：302膠無法承受240℃高溫，軟化、熔融，模具毀壞、失效。
方案二：利用302膠和鋼片製成模具腔，利用等大鋼片進行壓制。
實驗結果：302膠無法承受240℃高溫，軟化、熔融，模具毀壞、失效。
方案三：利用豎直管狀空腔控制鋼片，底端固定鋼片，進行壓制
實驗結果：壓制效果較好，成型產品表面、體內均較為均勻，未有不平、氣泡等東西出現。但是存在著冷卻慢、壓制力量不好控制的問題。
將不同種類壓製成品置於紫外燈下照射，均出現紫外變色反應，說明成品保持著光致變色的效果。
5、不同顏色型別的壓製成品的響應時間測試
測試條件：
紫外燈：雪萊特紫外殺菌燈，220v，510hz，15w；
測試產品在紫外燈中部正下方，距離燈管1cm；
在紫外燈下的變色響應時間：
取出後的退色響應時間：
由以上資料可以說明：3、4、5號的變色響應速度很快，而1、2、5號的褪色響應速度較快。3、4號的褪色響應速度太慢，不適合試驗的重複性檢測。
6、不同顏色型別的壓製成品的陽光照射測試
在陽光下的變色響應時間：
置於陰暗處後的退色響應時間：
可以看出，在陽光下的變色和褪色響應速度與在紫外燈下的變色、褪色規律基本相符。但在通過在陽光下的照射試驗發現以下問題。
可以看出，在室外紫外線較弱的情況下，4、5號樣品的變色程度太大，因而可知其檢測範圍較窄，但小範圍內檢測精度較高。
7、無動力簡易紫外輻射檢測計的基本製作過程
固定紫外線為354nm（陽光中紫外線以此波長的最多），光源為面光源，固定樣品於光具座上，同時接上光強計，進行光強檢測。用相機記錄顏色。
根據相機記錄的顏色，進行取色後，製作標準色卡。
8、紫外光致變色材料在其他方面應用的探索
光致變色材料可作為窗玻璃或窗簾塗層，從而調節室內光線；可作為保護目鏡防止陽光、雷射以及電焊閃光等的傷害；軍事上可作為偽裝因閉塞或密寫資訊材料；還可作為高密度資訊儲存的科技儲存介質等。但是目前研究尚處於初步階段。本專案嘗試在利用該類材料製作溫控玻璃。
基本原理
將紫外光致變色材料製成薄膜塗覆在普通玻璃的外表面，在外界陽光輻射較強，即紫外輻射較強的情況下，外表面的光致變色高分子層會變色，從而減少了陽光的射入，進而防止室內溫度過快上公升。
製備工藝
將鋼製模具內表面打好脫模劑；
將一方形玻璃片放在鋼製模具上，將光致變色通用塑料置於玻璃表面，仔細地將上蓋板蓋好，要求蓋好之後上表面基本水平；
將模具置於壓機內，調節溫度為250℃；
新增預壓力，以壓下感覺有一定阻力為好，約0.5mpa；
在壓機下加熱10min，模具溫度約達到170～180℃；
小心地加壓，若覺得阻力過大則再繼續等待，若阻力較小，且壓後無**，則可繼續；
壓制為薄片後，保壓、隨爐冷卻後取出。
效果檢驗
將次玻璃置於紫外燈下照射，表層發生變色，但顏色過淺，需要仔細觀察；
同時材料本身不透明，對透光率影響大。
五、結論
1、通過以上事實可知，利用紫外光致變色高分子材料可以製備出無動力簡易紫外輻射檢測計這一器件，而根據材料變色的程度，對比標準色卡，可以確定紫外的強弱。
2、利用該種材料去製備光致變色的溫控玻璃的設想在進行試驗後效果並不理想，原因是其變色響應時間過長，且材料層太薄時，變色不夠明顯。而且由於材料的不透明性，其對於透光率影響較大。
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