Page 52 - 精细化工2019年第10期

·2018· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 36 卷

其表面形貌。

2 结果与讨论

2.1 SMPCs 材料性能分析
由截面扫描电镜照片（SEM）可以验证其微观
结构（图 1a），经过前期实验的制备，得到了具备
有序孔道结构的三维反蛋白石光子晶体。实验选用
了最大吸收峰和发射峰位置分别在 395 和 495 nm 的
荧光素染料，其荧光光谱如图 1b 所示。图 1c 是制
备得到的 SMPCs 材料的红外光谱图，PUA 的 N—H 图 1 PEGDA-PUA 共聚得到的 SMPCs 材料的截面扫描
–1
伸缩振动峰在 3382 cm ，烷烃 CH 2 中 C—H 的对 电镜照片（a）；荧光素荧光染料的激发光谱及荧光
发射光谱（b）；PEGDA、PUA 单体及光固化后
–1
称伸缩振动在 2939 和 2862 cm ，1731、1689 和 PEGDA-PUA 共聚物的红外光谱图（c）；制备得到
1636 cm –1 分别是丙烯酸酯基团 C==O、酰胺基团 的 SMPCs 薄膜的应力-应变曲线（d）
C==O、C==C 双键的伸缩振动峰，在紫外光固化后， Fig. 1 Cross-sectional SEM image of SMPCs (PEGDA-
PUA copolymer) (a); Excitation spectra and emission
共聚物薄膜的双键特征峰均已消失，表明上述单体 spectra of fluorescein (b); FTIR spectra of PEGDA,
已完全聚合。此外，在测量温度范围内没有结晶峰， PUA and fluorescein doped PEGDA-PUA copolymer
(c); Tensile stress-strain curve for fluorescein doped
证实了共聚物是无定形的。在物理性能方面，实验 PEGDA-PUA copolymer membrane (d)
制备的光子晶体膜具有很高的拉伸率，根据应力-
2.2 SMPCs 对荧光的调控及其机理
应变曲线（图 1d），在 3266.9 kPa 下拉伸应变为 0.47，
2.2.1 荧光染料的掺杂浓度
材料具备良好的力学强度和拉伸性能。 荧光素染料荧光发射能力强，吸收和发射波长
都位于可见光区，并且在溶液或掺杂体系中，荧光
素染料的最大发射波长 max 位于 495 nm 处，且不随
掺杂浓度的变化而变化 [14] 。为了探究最优的掺杂浓
度，实验制备了一系列光子禁带中心与荧光素最大
发射峰 max 匹配，荧光素掺杂浓度不同的 SMPCs 材
料，对各 SMPCs 薄膜的光子晶体及非光子晶体区域
进行了荧光发射光谱测试，分别以非光子晶体区域
的发射强度对数据进行归一化处理后，用光子晶体
区域荧光发射减弱的程度来表征其对自发辐射的调
控作用，见图 2。由图 2 看到，随着染料掺杂质量
分数增加，在 SMPCs 材料中染料的自发辐射受到抑
制的程度也随之增加，表现为荧光发射强度减弱，
当质量分数超过 0.100%后（以前驱液质量为基准）
由于染料已经发生团聚，体系中染料分散不均匀，
且由于染料对紫外光具有强吸收，无法完成光聚合
形成反蛋白石光子晶体。因此，除另有说明外，本
文后续 SMPCs 中染料掺杂质量分数均为 0.100%。