[发明专利]一种光致变色聚合物应用于时间分辨信息动态加密的方法

说明书

本发明公开了一种光致变色聚合物应用于时间分辨信息动态加密的方法，以丙烯酸丁酯，甲基丙烯酸甲酯，1,3,3‑三甲基螺[二氢吲哚‑2,3'‑萘并[2,1‑b][1,4]恶嗪]‑9'‑丙烯酸酯，偶氮二异丁腈为原料，采用一步自由基共聚合法制备了一系列光致变色聚合物，将该系列聚合物涂附于无荧光纸上，经紫外光刺激，聚合物中的光致变色基团会发生开环反应，颜色会变蓝；当移除紫外光刺激后，聚合物中的光致变色基团会发生自发的闭环反应，蓝色会褪去。通过改变聚合物本体的玻璃化转变温度可调控光致变色基团的闭环异构化速率，可将其用于时间分辨动态信息加密。得到的光致变色聚合物具有优良的光致变色性能，合成路线简单，调控便捷，在动态信息加密、防伪等技术领域有着巨大的应用前景。

技术领域

本发明属于化学材料制备、显示材料领域，具体地说，涉及一种光致变色聚合物应用于时间分辨信息动态加密的方法。

背景技术

当受到外界刺激时(如热或辐射)，光致变色分子可以发生可逆的颜色变化。这些光致变色分子具有快速响应性，因而被广泛应用于光学防伪、光学信息储存，信息加密等领域。为了赋予光致变色分子更好的可加工性能和耐候性能，可通过物理方法(即简单掺杂)或化学方法(共价键)将其引入聚合物链段中以制备光致变色聚合物，化学方法因其诸多优点而成为首选，例如可防止染料浸出、迁移和聚集，可减少光降解以及易于加工等优点。

通常来说，光致变色聚合物的光致异构化速率显著取决于光致变色分子所处的外部环境，如聚合物本体的自由体积、刚性、空间限制、极性和质子特性等。聚合物本体中的各项参数对光致异构化过程的影响是一个值得探究的问题，这些拥有不同异构化速率的光致变色聚合物在信息储存与加密、防伪等领域拥有相当重要的现实意义和应用前景。

目前调控光致变色聚合物的异构化速率所需条件大都较为苛刻，如制备过程复杂，需要特定的温度和加入特定的离子等条件。因此，发明一种调控简单、低成本、能在室温下应用于时间分辨信息动态加密的光致变色聚合物具有相当重要的现实意义和应用前景。。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种可用于时间分辨动态信息加密的光致变色聚合物的制备及其应用。我们的进一步研究发现，该类含有螺恶嗪的光致变色聚合物的光致异构化过程调控简单，在365纳米的紫外光的照射下，其容易发生光致开环异构化反应；而在移除紫外光后又能自发地发生光致闭环异构化反应回到起始状态；并且拥有不同玻璃化转变温度的光致变色聚合物具有不同的光致闭环异构化速率。充分利用这类光致变色聚合物的独特性质，我们可以实现在室温条件下对信息的时间分辨动态加密/解密，且此光致变色聚合物具有多次可逆的开关性能。

为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是：

1、光致变色加密单元a的制备，包括以下步骤：

(1.1)甲基丙烯酸甲酯、1,3,3-三甲基螺环[吲哚啉-2,3’-萘[2,1-b][1,4]恶嗪]-9’-丙烯酸酯(SOMA)，偶氮二异丁腈摩尔比为100:0.1～0.5:1混合溶于适量干燥的甲苯溶液中；

(1.2)将步骤(1.1)配制的溶液在冰浴条件下搅拌，同时抽真空-充氮气，此过程循环三次，最终混合溶液处于氮气保护状态；

(1.3)将步骤(1.2)中得到的混合溶液升温到70度搅拌反应24小时；

(1.4)待步骤(1.3)中反应完毕后，将反应液迅速冷却然后在甲醇中沉淀，将沉淀物真空干燥后得到光致变色聚合物P1，即为加密单元a。

2、光致变色加密单元b的制备，包括以下步骤：

(2.1)将丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、1,3,3-三甲基螺环[吲哚啉-2,3’-萘[2,1-b][1,4]恶嗪]-9’-丙烯酸酯(SOMA)，偶氮二异丁腈摩尔比为50:50:0.1～0.5:1混合溶于适量干燥的甲苯溶液中；