Page 75 - 精细化工2019年第10期
P. 75
第 10 期 刘雯雯，等: 改性乙二胺/氯化铜复合材料的制备及其温敏变色性能 ·2041·
正不断改善。其中金属类温敏变色材料制备简单、 乙醇中，加入等量的正硅酸四乙酯常温搅拌，缓慢
指向性好、表现出鲜艳的颜色变化，在应用时可以较 滴加 0.2 mol/L 盐酸至溶液澄清，反应完全后分别放
明显地指示温度 [13-15] 。近年来，国内外相继报道了金 入 40 与 110 ℃烘箱烘干 [19] ，24 h 后取出进行测试。
属温敏变色材料通过颜色调控达成温度指示的实例， 1.2.3 红外光谱
[16]
如温敏变色智能窗 、温敏变色传感器 [17] 和超分子温 采用红外光谱仪对乙二胺氯化铜络合物和改性
度计 [18] 等，有较好的应用潜力。 乙二胺/氯化铜复合材料进行压片法红外测试，测量范
–1
–1
乙二胺氯化铜络合物作为一种金属类温敏材 围 4000~400 cm ，分辨率 4 cm ，测定温度为室温。
料，加热后发生棕黄色到棕红色的颜色变化，但受 1.2.4 改性乙二胺/氯化铜复合材料温敏变色性能
环境影响较大，在高温下络合物结构易被破坏导致 取适量改性乙二胺/氯化铜复合材料使用恒速
颜色变化程度小、指向性低，应用价值不高。为提 电子搅拌器加热，测试温度为 160 ℃。在 D65 光源
高乙二胺氯化铜络合物的热稳定性，本实验利用正 下使用 HUAWEI MLA-AL 手机录制温敏变色过程，
硅酸四乙酯（TEOS）遇酸水解形成二氧化硅溶胶加 每隔 30 s 截图保存，用 Adobe Photoshop CS 软件记
*
入到乙二胺氯化铜络合物中，制备改性乙二胺/氯化 录复合材料的 b （黄蓝色）值，分析颜色变化。
铜复合材料，使变色发生在稳定的不受干扰的环境 1.2.5 差示扫描量热法
中。通过改变制备工艺参数，研究中心铜离子的配 分别称取 5 mg 乙二胺氯化铜络合物和改性乙
位数和配位模式对复合材料温敏变色性能的影响， 二胺/氯化铜复合材料于坩埚中，测定的温度范围为
考察改性乙二胺/氯化铜复合材料的变色温度和变 0~300 ℃，升温速率为 10 ℃/min。
色时间，在此基础上分析温敏变色机理。此方法可 1.2.6 热重分析
有效拓宽金属类温敏变色材料的应用范围。 在氮气气氛下设定流量为 20 L/min，温度范围
为 30~700 ℃，采用热重分析仪对乙二胺氯化铜络合
1 实验部分 物和改性乙二胺/氯化铜复合材料进行测试，升温速
率为 10 ℃/min。
1.1 试剂与仪器
氯化铜、乙二胺、无水乙醇、无水乙醚、盐酸 2 结果与讨论
（质量分数为 36%）、TEOS，AR，国药集团化学试
2.1 改性乙二胺/氯化铜复合材料结构表征
剂有限公司。
对乙二胺氯化铜络合物和改性乙二胺/氯化铜
S212 型恒速电子搅拌器、Minni Thermo 350 型
复合材料进行红外光谱测试，结果如图 1 所示。
烘箱，上海实验仪器公司； D2 PHASER 型 X-射线
衍射仪，德国布鲁克 AXS 有限公司；NICOLET.is10
型傅里叶红外光谱仪，赛默飞世尔科技有限公司；
Q500 型热重分析仪、Q200 型差示扫描量热仪，美
国 TA 仪器公司；YG(B)982X 型标准光源箱，温州
市大荣纺织标准仪器厂。
1.2 方法
1.2.1 乙二胺氯化铜络合物的制备
将氯化铜和乙二胺以 1∶2 的摩尔比加入到 100 mL
的无水乙醚、无水乙醇混合溶液中（无水乙醚与无
水乙醇体积比为 1∶1），60 ℃恒温搅拌 30 min，冷
图 1 乙二胺氯化铜络合物(a)与改性乙二胺/氯化铜复合
却，在 7000 r/min 转速下离心 5 min，得到乙二胺氯 材料(b)红外光谱图
化铜〔Cu[(NH 2 CH 2 CH 2 NH 2 ) 2 ]Cl 2 〕紫色沉淀，用乙 Fig. 1 FTIR spectra of ethylenediamine copper chloride
complex (a) and modified ethylenediamine/copper
醚溶液反复清洗离心后烘干。称取乙二胺氯化铜充
chloride composite (b)
分溶解在 10 mL 无水乙醇中，缓慢滴加 0.2 mol/L
–1
盐酸直至溶液澄清，常温搅拌 1 h 后放入 40 ℃烘箱 图 1 中，乙二胺氯化铜络合物在 3431 cm 对应
–1
烘干，36 h 后取出进行测试 [19] 。 N—H 的伸缩振动峰，1600~1500 cm 为 N—H 键的
–1
1.2.2 改性乙二胺/氯化铜复合材料的制备 弯曲振动峰，2914 和 2803 cm 对应的吸收峰分别
称取 0.012 g 乙二胺氯化铜溶解在 10 mL 无水 为甲基的伸缩振动峰和亚甲基的对称伸缩振动峰 [20] 。
