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偏光片中的染料剖析

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    自然界的光线是各种特性在各个方向都完全相同的均匀的光, 自然光的电磁振动在振动平面的各个方向也都是完全均匀的。 而偏振光的电磁振动局限于一个特定的方向,因而偏振光是有方向性的。偏光片就是以光线的偏振原理制成的, 它是一种产生和检测偏振光的片状光学功能材料, 被越来越广泛地应用于工业、科技、交通、以及人们的日常生活中。

    偏光片生产工艺中的染色方法有碘染色法和染料染色法两种工艺。碘染色法是指在偏光片染色、拉伸过程中, 使用碘和碘化钾作为二向性介质使PVA膜产生极性化偏光特性。 这种染色方法的优点是比较容易获得99.9%以上的高偏光度和42%以上高透过率的偏光特性。 但使用碘染色工艺生产的偏光片耐久性较差,随着偏光片产品使用范围的扩大,尤其是在各类液晶显示器(LCD)上的应用,碘染色工艺就无能为力了。为满足这种技术要求,日本波拉公司生产了染料系的高耐久性偏光片产品。 偏光膜的耐久性是偏光片产品耐久性的重要技术指标之一,而染色材料的选择则是一个影响偏光膜耐久性的主要影响因素:偏光膜在生产过程中的着色度越好,所用染料的抗解能力越强,则偏光膜的耐久性也就越好,因此染料系偏光片的耐久性要远好于碘染色系偏光片产品的耐久性。

    目前,有关偏光片的资料非常多,介绍偏光片所用的染料不计其数。 为了掌握国际上优质偏光片所应用染料的结构信息,了解此项技术的发展动态,我们通过波谱法化合物结构鉴定技术, 对一种偏光片进行了化学组份剖析,结合相关资料查阅,从而获得其中的染料类型及其组合。

    1 实验部分

    1.1 仪器与试剂

    LAMBDA-45紫外分光光度仪,FTS-65A红外光谱仪,BRUKER-ARX-300超导核磁共振波谱仪;ESQUIRE -LC00054 质 谱 仪 ,FINNIGAN -LCQ 质 谱仪。 实验所用试剂均为市售分析纯。

    1.2 试验方法

    剥去原偏光片表面的高聚物片基, 在40℃水温浸泡下,除掉粘结层及部分聚乙烯醇,然后用有机溶剂提取并富集偏光膜中的有机化合物, 通过柱层析和薄层层析法分离提纯各个染料,制备其纯品,进行波谱测试和结构鉴定。

    实例1 一支黄染料的结构鉴定

    物理性质:该未知物常温下为橙色粉末状固体,易溶于甲醇、水,难溶于氯仿、苯等溶剂。

    可见/紫外光谱:未知物的可见紫外光谱图(见图1—1),最大吸收λmax=422nm(MeOH)。

    红外光谱: 取未知物纯品用KBr压片方式做红外光谱, 其红外光谱图 (见图1—2)。 IR (ν/cm-1):3459,3131,1400,1194,1033; 说明存在苯环和磺酸基,骨架振动无明显特征,故推测可能是带有磺酸基的偶氮型染料。

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