介绍有机/无机杂交材料的制备，表征和应用已成为材料科学研究的快速扩展领域。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球他们结合两种或多种材料的最重要的特性，在由Wilkes等的纳米级或分子级[1-11]。这些杂化溶胶 - 凝胶衍生的材欧洲杯足球竞彩料已经被称为“陶瓷单体”形成复合或生物矿物系统。和“ORMOSILs或ORMOCERs”由Schmidt等人。[1-3，6，11]，并且这些术语已被用于许多作者[2，5-6，12-29]。这类材料很容易获得，因为商业上有大量的前体(醇氧化物、有机(烷氧基)硅烷和纳米颗粒)[8,17]。欧洲杯猜球平台除了简单的金属或硅醇盐外，在水解之后含有无机氧化物网络，有机（烷氧基氧基）硅烷可用于将可聚合有机成分如甲基丙烯酰氧基，乙烯基，烯丙基，烷基，环氧或其他官能团掺入最终产品中，因为这些分子中的Si-C键在溶胶 - 凝胶加工的温和条件下稳定[1,4-5,8]。无机 - 有机材料大致分为三种一般类：欧洲杯足球竞彩I类对应于有机分子，低聚物，预聚物或偶数聚合物，其低分子量被简单地嵌入无机基质中。两种组分交换的键都相当弱，主要是通过范德华、氢或离子的相互作用。II类对应于混合有机 - 无机化合物，其中有机和无机组分通过共价更强或ionic-共价化学键[2，5，8，19]结合。III类是由自然生物矿化产生的生物复合材料，其中无机相是有规律的、高度组织的和生长的原位在温和的条件下的主要有机聚合物。生物矿化过程涉及在人工模型系统中难以完全执行的步骤;然而，已经有各种各样的努力来调查他们[7]。已经报道了具有各种潜在应用的Ormosils，例如具有以下性质的涂层：防雾[1,3];耐腐蚀性聚合物[1,6,8,11]，防尘[3]，抗腐蚀[1];亲水[10]，疏水[11]，抗静电膜[8];金属表面的腐蚀保护性[1,8,18]，光致变色玻璃表面[3];和玻璃和塑料的颜色装饰[3,8]。它们大量用于电子和电气用途[5,8,20]。此外，这些材料还有纳米颗粒、气凝胶、大欧洲杯足球竞彩块、纳米复合材料和纤维等应用[8,11]。欧洲杯猜球平台还有许多其他类型的混合动力车：夹层结构，泡沫，晶格结构和更多[9]。 有机染料在颜料中使用若干优点，因为它们在彩色薄膜中使用，因为它们更高的光吸收和透明度强度，不散射，高溶解度[22-24]，非常广泛的可用性和繁多，有超过7000他们的类型[25]。有机染料在多种类型的有机-无机杂化基质中的这些特性使其在薄膜中具有更好的分布均匀性和强烈的色彩，即使在低厚度的薄膜中也是如此。有机染料在有机-无机杂化基质中比有机基质具有更好的特性，因为染料彩色杂化膜具有更高的硬度[5,21]和更强的耐磨性[19]等机械性能。相对于无机溶胶-凝胶膜，混合膜还具有附着力好、透明度好、柔韧性好、表面粗糙度低、折射率匹配性好等优点[1-5]。将染料掺入Ormosil基质中可以通过弱键（I类）或通过硬脂键（II类）;在后一种情况下，可以化学修饰的有机染料通过用有机硅氧烷化合物和表面活性剂改变从四乙基硅酸盐（TEOS）获得的硅胶玻璃共价将它们与无机网络共价连接。[4,16,26]。多年来，染料混合涂层着色已应用于工业过程中的晶体玻璃和塑料，如非线性光学(NLO)[2,6-7]，激光性能[13-14]，全息衍射光栅[16]，以及透明玻璃和晶体玻璃器皿的装饰[15,17,27]。 在本文中，我们利用了杂交有机 - 无机聚甲基丙烯酸甲丙烯酸甲酸酯 - 二氧化硅中有机染料的高溶解度和硬质键（PMMA-SIO2）基质，以获得均匀，硬和高光学质量的红色，蓝色和绿色膜在玻璃基板上。通过用组合物的溶胶 - 凝胶法制备薄膜：MMA（100％），SiO2（100％）和3-（三甲氧基甲硅烷基）丙基丙烯酸丙酯（TMSPM）相对于TEOS的50％摩尔。 实验使用四乙基ortosilicate（TEOS，99％，Aldrich）作为二氧化硅源，甲基丙烯酸甲酯（MMA，99％，Aldrich）中制备具有不同的嵌入染料的量混合聚甲基丙烯酸甲酯 - 二氧化硅膜，3-（三甲氧基硅基）丙酯（TMSPM，98％Aldrich公司），乙醇（EtOH）中，作为溶剂，蒸馏去离子水，盐酸，过氧化苯甲酰（BPO，Aldrich）作为催化剂和三个有机染料（红色，绿色和蓝色），由化学Mardupol Company提供。如下制备前体溶液：将TMSPM加入到预聚合的乙醇的TEOS溶液中，然后在搅拌溶液在室温下搅拌溶液时，将逐滴量的水（稀释的HCl，pH 2）加入逐滴量。然后在室温下搅拌1小时。有机组分在MMA体系中加入BPO，室温搅拌1 h。之后，将两种溶液混合。使用TEOS：TMSPM：MMA的反应物的1：0.5：1摩尔比制备沉积杂交涂层的前体溶液。另一方面，以红、绿、蓝粉为原料，在乙醇中制备有机染料分散体。 为了获得不同的颜色强度，在混合前驱体溶液中加入不同数量的染料分散体;蓝色为0.17% wt;红色为0.34%;绿色是0.5质量%。之后，将所得溶液在每种情况下在室温下搅拌24小时。采用浸涂法在预清洁的显微镜载玻片基片上沉积杂化膜。沉积并研究了四种类型的涂层:未着色(UC)、蓝色(BC)、绿色(GC)和红色(RC)透明混合涂层。对所得的混合膜进行了研究红外光谱。使用Nicolet Avantar 360 FTIR光谱仪进行这些测量。利用Park Instruments公司的原子力显微镜扫描微探针SPC-400获得薄膜表面图像。使用薄膜计量系统，FilmTek在240至840nm的UV可见光光谱范围内进行正常入射的光学反射和透射率测量。TM值3000，科学计算国际（SCI），Inc。根据铅笔硬度试验估计涂层的硬度，参考ASTM标准D 3363-92 [28]。 结果和讨论UC、BC、RC和GC杂化膜的红外光谱如图1所示。四个光谱被归一化到相应的吸收最大值，并沿吸收轴任意位移。在底部，无色的0C杂化膜的光谱与文献报道的杂化膜的光谱非常相似[29-31]。它在954,1080,1170厘米处显示强烈的吸收峰-1，3100和3600厘米之间的宽带-1分别与吸收的Si-OH基团、横向光学(TO) Si-O-Si不对称拉伸、纵向光学(LO) Si-O-Si不对称拉伸和羟基基团有关。另外，在大约800厘米处观察到弱信号-1，这与Si-O-Si对称拉伸的吸收有关。第一峰的出现表示在混合矩阵中的Si-OH键的不完全缩合，由于在Si-O-的Si的不对称和对称伸缩峰是通过溶胶 - 凝胶形成的二氧化硅网络的证据过程。BC，GC和RC膜的光谱还由于二氧化硅结构和由于硅烷醇和羟基而显示吸收峰。在这些光谱有由三种颜色的有机染料产生的额外类似弱吸收的信号。1080 cm处的峰强度比也很明显-1在1170厘米处的峰值-1在彩色膜的光谱中较小。第二个峰相对于第一个峰的增加是由于sio2孔隙率的增加2矩阵[32]。据报道，可以通过形成氢键的形成来引发有机 - 无机界面相互作用[29,30]。在我们的情况下，二氧化硅结构中的残留硅烷醇基团能够形成氢键，并通过954cm的吸收峰在杂合膜中显示它们的存在-1和四种杂种膜的FTIR光谱中的羟基引起的宽吸收带。因此，红外测量与形成混合膜是相容的，该混合膜由嵌入有机染料分子的有机和无机成分构成均相基质。
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图1。无色和彩色混合膜的FTIR光谱。 |
在图2a)， 2 b)和2 c)显示了三维AFM图像从一个5 × 5mm2区域在UC，BC，GC和杂化膜的表面上，分别。表面的形态非常相似REE混合膜，显示出非常光滑，平坦的表面，粗糙度很小。针对三部薄膜测量的RMS平均粗糙度的值分别为0.. 47,0.65和0.45nm。彩色杂化膜表面没有染料聚集的证据，即使在两种杂化膜的染料浓度下，因为它们的颗粒结构与未着色膜非常相似。这些结果表明，在整个杂交基质中，有机染料很好地分散在整个杂交基质中。通过根据ASTM标准D 3363-92通过铅笔测试测量杂种膜的表面硬度[40]。
(一) 
(b) 
(c) |
图2。AFM图像显示彩色SIO的形态2-PMMA混合涂料，摩尔比配方分别为:1:0.5:1.0 TEOS:TMSPM:MMA，不同浓度和颜色类型:a)颜色质量% 0，颜色incolor b)蓝色Wt 0.17%，绿色Wt 0.83%。 |
试验结果表明，所有杂化膜的硬度均在9H以上。这一结果表明，在杂化膜中的无机成分加强了有机成分，与纯PMMA膜相比产生具有更耐磨损性硬薄膜。 图3显示了透射率的光谱（T.）和反射率（R.）对于覆盖可见光谱的范围内的BC，RC和GC膜。连续线是实验数据，虚线是根据下面描述的模型计算的最佳拟合光谱。两个都R.和T.光谱显示为GC，420至600nm的约489至713的吸收带，GC为397至497和687〜687;在这个范围内T.光谱结果表明，三种混合涂层的值约为90%。存在的干扰振荡表示三部薄膜的良好光学质量。我们的杂种膜的光学透明度是有机和无机相的均匀组成的另一个指示。这是因为当两相在混合矩阵宏观水平，无机氧化物相散射的光，从而产生不透明杂化膜，结果分离。为了分析图3的实验光谱，考虑了空气/涂层/衬底系统。为此，混合膜的光学响应由LorentZ谐振子表达的广义形式表示，通过SCI获得专利，其包括在光学测量系统的软件中[33]。在这种情况下，使用三个振荡器的参数加上两个全局参数，高能量介电常数（ε∞)和阻尼系数(α.)，在sci模型[33]中考虑。它可以清楚地观察到这一点图表表明，该模型适当地描述了实验光谱，并得到了相似的结果，所有的样品分析。光学常数，折射率（N）和消光系数（K.)，如图4所示。在RC中分别为2.25和2.37 eV(551和523 nm)，在VC中分别为2和1.96 eV (620-632 nm)。第三高能量振荡器代表矩阵的光学响应。如图所示鲁德4,N光谱分别显示了与BC，VC和RC的约1,1.36,1.41和1.42的温和波长分散。BC、RC和VC薄膜的厚度分别为1350 nm、1808 nm和1492 nm。 
无花果保证3。三种彩色混合膜的透射率和反射光谱。 通过将染料引入混合透明基质而产生的颜色是要量化的重要问题。因此，这是颜色CIE 1931 2度标准观察器[34]使用CIE比色系统分析了性质[34]。该分析的目的是在三刺激值或色度坐标方面给出具有正常视觉的观察者的颜色规范。为此，考虑分发功能 和 ，表示标准眼的红色，绿色和蓝色响应，即CIE Tristimulus值（XCIE那yCIE那Z.CIE），对应于某种颜色刺激ψ（λ.）是从 
（1）
和类似的表达式yCIE和Z.CIE。颜色刺激是ψ（λ.）=S.（λ.）T.（λ.） 在哪里S (λ.）为光源的光谱辐照度函数，在本例中使用平均日光或光源C。由于杂化薄膜的颜色是由染料，透射光谱产生的光吸收占主导地位T.（λ.）用于计算颜色刺激。从中获得色度坐标 
（2）
和相应的y和Z.。就这样X和y为三种染料涂层获得的坐标在表1中给出，并在图5（a）的色度图中绘制。在该图中，对于BC的坐标，RC和VC膜由箭头指示。后者如图5（b）所示，这是X-Y感兴趣区域的放大率;该坐标X= 0.3101y=0.3163的光源C也显示。 表1。CIE色度坐标CIELAB参数为四个蓝色，红色和绿色的复合薄膜
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公元前 |
-10.518 |
-17.118 |
86.113 |
0.264 |
0.290 |
钢筋混凝土 |
24.383 |
-6.343 |
86.784. |
0.333 |
0.290 |
vc. |
-15.384 |
-5.176 |
91.173 |
0．280 |
0.317 |
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图4。光学常数N和K.对于三彩色的混合膜。 |
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无花果鲁德5.：（A）三种彩色混合膜的色度坐标。（b）（a）的放大倍数。（c）A * -B *平面中的彩色膜的Cielab坐标。 |
由于CIE色度图确实有一些缺点，即亮度难以包含，并且在系统中感知到的颜色差异与实际颜色间距之间存在差异，另一种常用的人类颜色感知方法是CIELAB系统[35]，由亮度L*、红绿值a*、黄蓝值b*三个颜色坐标组成。与三刺激值计算混合膜的相应Cielab坐标，并列于表1中。 结论本文报道了一种溶胶-凝胶法制备红色、绿色和蓝色PMMA-SiO的方法2玻璃基板上的混合膜。我们发现彩色的混合膜由均相有机无机基质组成，其中嵌入的有机染料分子非常好地分散在其上。显微镜测量表明，与纯PMMA相相比，薄膜的表面非常平坦，光滑，粗糙度和增强硬度相比。透明彩色混合膜具有很好的光学质量，其色彩强度取决于膜中有机染料的用量。测定了CIE和CIELAB系统中所研究的三种彩色薄膜的颜色坐标。 参考1.R. Kasemann和Schmidt，“基于有机无机溶胶 - 凝胶纳米复合材料的机械和化学保护涂层”，新J.Chem。，18（1994）1117-1123。 2.C. Sanchez和F. ribot，“通过溶胶 - 凝胶化学合成的杂种有机无机材料的设计”，新J.Chem。，18（1欧洲杯足球竞彩994）1007-1047。 3。王志强，“玻璃表面的无机-有机复合溶胶-凝胶涂层”，无机材料学报，22(1)(1994)。 4.U.Schubert，N.Hüsing和A. Lorent，“通过溶胶 - 凝胶加工有机官能金属醇盐的”杂交无机 - 有机材料“欧洲杯足球竞彩，Chem。Mater。，7（1995）2010-2027。 5。P.Judeinstein和C. Sanchez，“杂交有机无机材料：多级倍性的土地”，J. Mater。欧洲杯足球竞彩化学。，6 [4]（1996）511-525。 6。J.闻和G. L.威尔克斯，“有机/无机混合材料网由溶胶 - 凝胶法”，化欧洲杯足球竞彩脑膜。，8（1996）1667年至1681年。 7。S. yano，K.Iwata和K.Kurita，“由Sol-Gel工艺产生的有机无机混合材料的物理性质和结构”，材料科学和工程，C 6（1998）75-90。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球 8。G. Schottner，“杂交溶胶 - 凝胶衍生的聚合物：多功能材料的应用”，Chem。欧洲杯足球竞彩Mater。，13（2001）3422-3435。 9。王志强，“混合材料的设计与应用”，材料科学与工程，29(3)，591 - 598。欧洲杯足球竞彩 10.K.-Ch。歌,j。公园,H.-U。康工程学系。金，“用缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷合成聚合物基底亲水性涂层溶液”，溶胶-凝胶科学与技术，27(2003)53-59。欧洲杯线上买球 11.J. D. Mackenzie，“自1981年以来的Sol-Gel Resevements以及未来的前景”，J.Sol-Gel Science和Technology，26（2003）23-27。欧洲杯线上买球 12.C. J. Brinker和G. W. Scherer，“Sol-Gel Scien欧洲杯线上买球ce：Sol-Gel Science的物理和化学：Sol-Gel加工的物理和化学”，学术出版社，纽约（1990）PP。115,866。 13.M. D.Rahn和A. king，“溶胶分子激光性能的比较”溶胶，Polycom，Ormosil和Poly（甲基丙烯酸甲酯）宿主介质“，应用光学，34-36（1995）8260-8271。 14。M. Casalboni，F.德Matteis，P. Prosposito和R.皮佐费拉托“混合薄膜红外染料的光学调查”，应用物理快报，75-15（1999）2172年至2174年。 15.J. Kron，G. Schottner，K.-j。Deichmann，“玻璃设计通过杂交溶胶 - 凝胶材料”，薄固体薄膜，392（200欧洲杯足球竞彩1）236-242。 16。I. G. Marino，D. Bersani和P.P.P.LottiCi，“DRI掺杂溶胶 - 凝胶二氧化硅和Ormosils薄膜的全息光栅”，光学材料，15（2001）279-284。欧洲杯足球竞彩 17。J. Zaccaro, N. Sanz, E. Botzung, Appert, P. L. Baldeck and A. Ibanez, “Organic nanocrystals grown in sol-gel matrices: a new type of hybrid material for optics”, C. R. Physique, 3 (2002) 463-478. 18。T.P.Chow，C. ChandraseKaran和G.Z.CAO，“腐蚀保护溶胶 - 凝胶型混合涂层”，J.Sol-Gel科学和技术，26（2003）321-327。欧洲杯线上买球 19。J. D. Mackenzie和Eric Bescher，“用溶胶 - 凝胶衍生的杂交材料涂覆有机聚合物涂层的一些因素”，J.Sol-Gel科学和技术，27（2003）7-14。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球 20.马泰斯，P. propossito, M. Casalboni, M.L. Grilli，E. di Bartolomeo和E. Traversa，“溶胶加工羊皮膜的电气性质”，J.Sol-Gel Science和Technology，26（2003）1081-1084。欧洲杯线上买球 21.O。a . Shilova年代。哈什科夫斯基和E。V. Tarasyuk，“基于溶胶 - 凝胶技术的有机无机涂料”，J.Sol-Gel科学和技术，26（2003）1131-1135。欧洲杯线上买球 22.D.Malacara，“颜色视觉和比色，理论和应用”，spie印刷机，华盛顿（2002）第113-114页。 23.J.T. Lutz Jr.和R.F. Grossman，“聚合物改性剂和添加剂”，Marcel Decker Inc.，纽约那（1988）PP。35。 24.W. Herbst和K.饥饿，“工业有机颜料，生产，性能，应用”，VCH，德国那(1997) 1页。 25.R. J. D. Tilley，“材料的颜色和光学性质，光、材料的光学性质和颜色之间关系的探索”，Jo欧洲杯足球竞彩hn Wiley & Sons有限公司，伦敦那(2000) 194页。 26。Łączka, k . Cholewa-Kowalska和M. Kogut，“有机 - 无机混合玻璃的选择性光学传输”，J.非结晶固体，287（2001）10-14。 27。G. Schottner，J.克朗和A.戴希曼，“混合溶胶 - 凝胶为水晶玻璃器皿的装饰的工业应用”，J。溶胶 - 凝胶科学与技术，13（1998）183-187。欧洲杯线上买球 28。美国铅笔检验的美国检测和材料D 3363-92薄膜硬度测试方法。欧洲杯足球竞彩 29。黄志华、邱克英，“溶胶-凝胶法制备丙烯酸聚合物/二氧化硅杂化材料的性能”，高分子材料学报，38-3(1997)521-526。欧洲杯足球竞彩 30.C.K.陈，S.L.蓬，I.M.储和S.C.镍，“聚（甲基丙烯酸甲酯）的性质热处理的效果/二氧化硅杂化材料制备的溶胶 - 凝胶工艺”，聚合物，42（2001）4189-4196。欧洲杯足球竞彩 31。J. Gallardo，A. Duran，D. di Martino和R.无机和Irbid SiO的结构2通过可变发射红外光谱研究的溶胶 - 凝胶涂层“，J.非结晶固体，298（2002）219-225。 32.A. Fidalgo和L.M. Ilharco，“溶胶-凝胶混合膜的厚度、形貌和结构:i -前驱体溶液老化的作用”，J.溶胶-凝胶科学与技术，26(2003)363-367。欧洲杯线上买球 33.E. Zawaideh，“用于同时测量单层和多层薄膜光学常数和厚度的非破坏性光学技术”，美国专利No.5889592（3月30日）。 34.C.R. Bamford，“玻璃的色彩生成与控制(玻璃科学与技术)”，Elsevier，阿姆斯特丹(1977)第16页。欧洲杯线上买球 35.D. Malacara，“彩色视觉和比色法，理论与应用”，SPIE - 国际光学工程学会新闻，华盛顿（2002）pp.90-101。 详细联系方式 |