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赵冬兴 进组时间: 2012.9    离组时间: 2014.7

硕士毕业生,目前就职于***

硕士论文题目:近红外反射功能有机染料的合成及其近红外反射性能的研究

摘要:在太阳照射的炎热环境下,强烈的光照会致使物体表面温度升高,我们通常需要消耗能量来降温。如果物体本身能将太阳辐射的光能量反射到大气中,就可以降低物体表面温度而不需要外界的能量。我们可以通过使用对太阳光具有反射作用的颜料(染料)或涂层来代替传统的颜料,其中一类就是近红外反射功能颜(染)料,此类颜染(料)可以将太阳光中占据比重较大的近红外区域的能量反射出去来保持物体表面和内部凉爽。目前有许多可获得的近红外反射商业染(颜)料,但是它们绝大多数都是属于无机类的,其中包含的重金属成分通常情况下是有毒性的,使得它们不是环境友好型的,而我们研究的是有机类近红外反射功能染料,选取的对象是苝系染料,它们具有有机染料独特的物理化学性质,与无机类颜料相比,具有色彩鲜明,着色力强,密度小,无毒性等特点,并且具有近红外反射功能的特殊性质。本课题设计合成了一系列苝染料,并通过分散到聚合物中后测试对比了它们的近红外反射性能强弱。重点工作在于研究其反射作用机理以及影响因素,包括颗粒尺寸、分布情况、染料成分,不同取代基的电子结构,结晶度等因素。实验结果表明,在研究的的五种苝系染料P1,P2,P3,P4,BZP及初始原料PTCA中,苝系衍生物P1-P4表现出较好的近红外反射性能,而BZP对近红外光的反射性能却很差,综合来看,苝染料的近红外反射性能强弱为PTCA>P2>P1>P4>P3>BZP,将合成的苝系染料和另外几种商业染料对比,TiO2表现出最强的反射性能,一种偶氮染料(AZO)次之,而碳黑的反射性能最弱。通过研究影响近红外反射因素发现,颗粒尺寸和颗粒分布对反射有较大的影响,随着染料颗粒尺寸的变小和分布越均匀,样品的近红外反射性能就越好,但颗粒状态不是唯一的因素,是与其他影响因素共同作用的,例如样品的结晶度和分子的电子结构等,通过对不同衍生物的理论计算研究发现,P3和P4有较大的净偶极矩表现出较弱的近红外反射性能,而P2,P1偶极矩相对较小,PTCA净偶极矩为0,它们表现出较强的近红外反射性能,这解释了较大的净偶极矩会降低近红外反射性能的直接影响。综合以上影响因素,得出结论:PTCA有最小的颗粒尺寸,偶极矩为0,较高的结晶度从而有最强的近红外反射性能,而P3有较大的偶极矩和非常低的结晶度,而使其对近红外反射的性能最弱。P2偶极矩相对P3和P4较小,于P1而言却有较高的结晶度,但比P1近红外反射性能强些,这与其颗粒尺寸和分布情况有关,P2颗粒分散更均匀些,同样的P4比P3有较高的结晶度和较小的偶极矩,近红外反射性能也比P3强。

关键词:近红外反射染料;  苝系染料;  近红外反射性能;  影响因素;  理论计算;