Page 74 - 精细化工2020年第2期
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·276· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 37 卷
值，作发光强度降低百分比随温度变化的拟合曲线， 强度减弱，如图 14 c 所示。
结果如图 13c 所示，可以得出整个升温过程发光强
度降低了 42.64%，在 32~36 ℃区间，发光强度随温
度的降低速率达到 6.60%/℃，有一定的灵敏度；而
当温度降回 20 ℃，发光强度回升，说明该复合水
凝胶的发光具有可逆的温度响应性。
图 14 复合水凝胶在室温、无 980 nm 激光（a）；室温、有
980 nm 激光（b）；高温、有 980 nm 激光（c）下的
照片
Fig. 14 Photographs of composite hydrogel at room temperature,
without 980 nm laser (a); room temperature, with 980 nm
laser (b); high temperature, with 980 nm laser (c)
3 结论
采用水热法，以支化形 PEI 为表面改性剂合成
了水分散性较好的 UC@PEI NPs。考察多因素对发
光强度的影响，得到的最优合成条件为反应体系中
PEI（M w = 10000）的加入量为 1.2 g，溶剂组分比例
为 V(H 2 O)∶V(EG) = 1∶1，并于 200 ℃下反应 8 h，
合成的 UC@PEI NPs 为实心棒状粒子。在最优条件
下合成的 UC@PEI NPs 和 PNIPAM 存在的情况下，丙
烯酰胺、N,N'-亚甲基双丙烯酰胺发生自由基聚合反
应，制备复合水凝胶材料并进行一系列表征，结果
表明：互穿网络结构的复合水凝胶在重复 9 次脱水
与溶胀后，材料形态依旧完好，平均脱水率和溶胀
率分别达到 81.18%和 61.38%；在应力作用下，复
a—升温过程；b—降温过程；c—发光强度降低百分比曲线 合水凝胶的应变量达到了 251.10%，机械强度为
图 13 复合水凝胶的发光温度响应性研究 22.92 kPa；当温度从 20 ℃升至 48 ℃，复合水凝胶
4
3+
Fig. 13 Study on luminescent and thermo-sensitive properties 受 980 nm 近红外光激发，540 nm 处（Er , S 3/2 →
of composite hydrogel 4
I 15/2 ）的发光强度降低了 42.64%，发光强度随温度
复合水凝胶的光学照片如图 14 所示。从图 14 a 降低速率最大达到 6.60%/℃；而当温度下降，发光
可以看出，复合水凝胶在室温下呈透明状态，透过 强度回升。这些结果说明，制备的掺杂 UC@PEI NPs
复合水凝胶能看清“彩虹桥”和“1951”；当加以激光 的复合水凝胶具有可逆的上转换发光温度响应性，
材料的稳定性良好，并且有较好的拉伸性能和一定
照射，形成了一条笔直且较为明亮的贯穿复合水凝
的机械强度。该复合水凝胶在发光测温传感器等方
胶内部的绿色光路，如图 14 b 所示。这些现象说明
面将有较大的潜力，应用前景良好。
复合水凝胶中 UC@PEI NPs 分散均匀，没有发生大
规模团聚；而当温度高于低临界溶解温度时，PNIPAM 参考文献：
分子链发生坍缩，由螺旋状转变为聚集的球状 [35-36] ， [1] Dai Y, Ma P, Cheng Z, et al. Up-conversion cell imaging and
阻碍了激光的进一步深入，光路的穿透深度减小， pH-induced thermally controlled drug release from NaYF 4:
