光功能高分子材料第五章光功能高分子材料_概述3）高分子光稳定剂：能够大量吸收光能，并且以无害方式将其转化成热能，以阻止聚合材料发生光降解和光氧化反应，这种加入高分子材料中具有抗老化作用的材料被称为光稳定剂4）高分子荧光剂和高分子夜光剂：荧光或磷光量子效率较高的聚合物，具有光致发光功能，可用于各种分析仪器和显示器件的制备5）光能转换聚合物：能够吸收太阳光，并具有能将太阳能转化成化学能或者电能的装置，称为光能转换装置，其中起能量转换作用的聚合物称为光能转换聚合物。可用于制造聚合物型光电池和太阳能水解装置6）光导电材料：在光的作用下电导率能发生显著变化的高分子材料，可用于光检测元件、光电子器件和用于静电复印。7）光致变色高分子：聚合物在光作用下波长发生明显变化，使材料外观颜色发生变化8）光学塑料与光纤：对光进行透过和传输9）有机非线性光学材料：在强光作用下表现出明显超极化性质，具有明显二阶或三阶非线性光学性质的高分子材料，具有光倍频、电折射控制、光频率调制等性质，是光电子工业的重要材料10）高分子光力学材料：光作用下材料分子结构的变化引起材料外形尺寸变化，从而发生光控制机械运动材料的光学特性：光的传播方式：在光的能量损失很小或频率变化不大的情况下，光在介质中发生传播方向上的偏转或速度上的减缓现象，如光折射、散射、双折射和旋光等。取决于化学结构与材料的形态。能量转换方式：如降解、交联等光化学反应中光能与化学能的转换、光电效应中光能与电能的转换等，其中原子和分子是光能与其它能量形式相互转换过程的基本载体单元，因此这种特性与材料的化学结构相关。光物理和光化学原理原理：包括高分子在内的许多物质吸收光子以后，可以从基态跃迁到激发态，处在激发态的分子容易发生各种变化，这种变化可以是化学的，如光聚合反应或者光降解反应——光化学；变化也可以是物理的，如光致发光或者光导电现象——光物理。一．光吸收和分子的激发态光量子：不同频率或波长的光有其最小的能量微粒,光以光量子为单位被吸收的，一个光量子的能量由下式表示：物质对光的吸收程度即透光率T可以用Beer-Lambert公式表示：ε：摩尔消光系数，表示该种物质对光的吸收能力，仅与化合物的性质和光的波长有关。I为透射光强度，I0为入射光强度，c为分子摩尔浓度，l为称程长度。上述公式仅对单色光严格有效。光密度D：发色团：光的吸收需要一定的分子结构条件，分子中对光敏感，能吸收紫外和可见光的部分被称为发色团激发态：当光子被分子的发色团吸收后，光子能量转移到分子内部，引起分子电子结构改变，外层电子可以从低能态跃迁到高能态，激发态分子所具有的能量称为激发能。激发态的产生与光子能量和光敏材料分子结构有对应关系，只有满足特定条件激发态才能产生。激发态是一种不稳定状态，易继续发生化学或物理变化，激发态分子的物理和化学性质与处于基态时不同。三线态：记为T，当一个分子束通过强磁场时，若分子中有两个自旋方向相同的电子，在磁场中会分解成三种不同的态，此时分子处于三线态单线态：如果分子中两个电子自旋方向相反，则磁场不分解分子束，如基态，记为S有机化合物分子在基态时，电子都自旋相反，所以均处于单线态，只是在被激发后的激发态才有单线态和三线态之分。激发三线态能量比激发单线态低，因而相对稳定，寿命长。二．激发能的耗散激发能的耗散有三种转化方式：发生光化学反应；以发射光的形式耗散能量；通过其它方式转化为热能。第五章光功能高分子材料_概述第五章光功能高分子材料_概述光量子效率与结构有关四．激发态的淬灭激发态的淬灭：能加速激发态分子以非光形式衰减到基态或者低能态的过程。激发态的淬灭可通过加入淬灭剂实现由淬灭的机理可分为动态淬灭和静态淬灭动态淬灭：通过淬灭剂和发色团碰撞引起淬灭静态淬灭：淬灭过程通过发色团与淬灭剂形成不发射荧光的基态复合物完成淬灭剂：芳香胺和脂肪胺是常见的有效淬灭剂，空气中的氧分子也是淬灭剂。五．分子间或分子内的能量转移过程吸收光子后产生的激发态的能量可以在不同分子或者同一分子的不同发色团之间转移，转移出能量的一方为能量给体，另一方为能量受体。辐射能量转移机理：能量受体接收了能量给予体发射出的光子而成为激发态，能量给予体则回到基态，一般表现为远程效应。无辐射能量转移机理：能量给体和能量受体直接发生作用，给予体失去能量回到基态或者低能态，受体接受能量而跃迁到高能态，完成能量转移过程——邻近效应六．激基缔合物和激基复合物激基缔合物：处在激发态的分子和同种处于基态的分子相互作用，生成的分子激基复合物：处在激发态的物质同另一种处在基态的物质发生相互作用生成的分子七．光引发剂和光敏剂光引发剂：光引发剂吸收光能后跃迁到激发态，当激发态能量高于分子键断裂能量时，