更具體的,本發(fā)明涉及一種浸漬包括至少一種聚合物的聚合物基底的方法,所述方法包含將所述的聚合物基底與至少一種含水乳液,優(yōu)選含水微乳液接觸,該乳液包括至少一種有機添加劑。
獲自所述方法的浸漬的聚合物基底可以有利的用于獲得具有改進的美學特性(例如用至少一種染料浸漬)或者穩(wěn)定性特性(例如用至少一種穩(wěn)定劑浸漬)的聚合物終端產(chǎn)品,其可以用于不同的領(lǐng)域例如諸如光學領(lǐng)域(例如高級光學部件,激光應用)、醫(yī)學領(lǐng)域(例如藥物物質(zhì)的釋放)、農(nóng)業(yè)領(lǐng)域(例如殺蟲劑的釋放)、香料(例如香料的釋放)。更具體的,所述的聚合物基底可以用于發(fā)光太陽能集中器(LSC),其最終可以有利的與例如光伏電池(或者太陽能電池)或者光電解電池一起使用,用于太陽能裝置(即,用于利用太陽能的裝置)。此外,所述的發(fā)光太陽能集中器(LSC)可以有利的例如與光伏電池(或者太陽能電池)一起使用,用于光伏窗。
本發(fā)明所以還涉及一種發(fā)光太陽能集中器(LSC),其包含依靠上述方法獲得的至少一種聚合物基底。
本發(fā)明還涉及一種太陽能裝置(即,利用太陽能的裝置),其包含至少一種發(fā)光太陽能集中器(LSC),該集中器包含用上述方法獲得的至少一種聚合物基底,和至少一種光伏電池(或者太陽能電池),或者至少一種光電解電池,以及涉及一種光伏窗,其包含至少一種發(fā)光太陽能集中器(LSC),該集中器包含用上述方法獲得的至少一種聚合物基底,和至少一種光伏電池(或者太陽能電池)。
本領(lǐng)域已知的是使用用具體添加劑浸漬的聚合物基底,其賦予所述的聚合物基底以新性能和允許其新用途。為此目的,最廣泛使用的聚合物之一,特別是用于光學和醫(yī)學領(lǐng)域中,是聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA),其直接使用或者與其他聚合物混合。
所述的浸漬的聚合物基底可以根據(jù)本領(lǐng)域已知的方法來制備,例如諸如將添加劑加入到本體聚合相或溶液中的單體上,或者加入到擠出相中的聚合物中。
但是,除了它們通常進行時的高溫之外,在上述本體聚合方法或溶液中進行的化學反應會不利的影響所加入的添加劑,引起與例如使用有機染料(其是明顯熱不穩(wěn)定的)的情況相同的降解。
本領(lǐng)域已經(jīng)進行了努力來克服上述缺陷。
美國專利US4139342例如描述了一種用染料浸漬塑性材料來用于激光應用的方法,其包含步驟:將大約5x10-5mol-大約3x10-3mol的染料在1升有機溶劑(例如甲醇,乙醇)中混合來形成溶劑/染料溶液;任選的基于所用的染料,來將所述溶液的pH調(diào)節(jié)到預先選擇的值;在大氣壓將所述的塑性材料浸入所述溶液中;升高所述溶液的溫度,來保持所述染料在所述溶劑中的濃度恒定;使得所述的塑性材料在所述溶液中保持浸漬大約1-2周,同時所述的塑性材料變成用所述染料浸漬的;從所述溶液中除去所述的浸漬的塑性材料;和隨后通過將所述材料放置在溫度低于95℃的烘箱中1-2周的時間,來從所述的浸漬的塑性材料中除去過量的所述的染料/溶劑溶液,和隨后冷卻所述的材料到室溫。
在“Journal of Coatings Technology”(1983),第55卷第701期,第53-57頁中,Guerra G.等人描述了通過用溶劑,特別是甲醇來擴散染料,從而對玻璃聚合物的表面進行著色。良好的結(jié)果是在通過用甲醇擴散染料,在流延和擠出二者所獲得的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)樣品的著色中獲得的。
在“Journal of Applied Polymer Science”(1984),第29卷第2271-2279頁中,Guerra G.等人描述了在玻璃聚合物,特別是聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)中,通過用溶劑特別是甲醇擴散,添加劑,特別是氯化鋅的濃度曲線。所述的曲線不僅取決于擴散條件(溫度,時間,溶劑類型,濃度),而且取決于溶劑從聚合物的解吸條件(溫度,壓力,溶劑類型,添加劑的揮發(fā)性)。
但是,除了它們的處置引起的較高加工成本之外,用于上述方法的高量的溶劑會引起操作者健康以及來自于環(huán)境的問題。此外,所述的方法通常在高于室溫(25℃)的溫度(例如在甲醇的情況中在60℃)進行。
因此本領(lǐng)域已經(jīng)進行了另外的努力來克服上述缺陷。
美國專利US4598006例如描述了一種形成浸漬的熱塑性聚合物的方法,其包含:將浸漬材料溶解在揮發(fā)性溶脹劑,優(yōu)選二氧化碳(CO2)中,保持在所述溶脹劑的超臨界條件下或者附近,所述的浸漬材料選自香料、殺蟲劑、藥物物質(zhì);用該揮發(fā)性溶脹劑填充的浸漬材料來溶脹所述熱塑性聚合物,其是在所述溶脹劑的超臨界條件下或者附近進行的;和減壓來使得該揮發(fā)性溶脹劑擴散出所述的浸漬的熱塑性聚合物。
在“Journal of Applied Polymer Science”(1992),第46卷第231-242頁中,Berens A.R.等人描述了將二氧化碳(CO2)用于加速低分子量添加劑(例如鄰苯二甲酸二甲酯)在玻璃聚合物[例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA),聚氯乙烯(PVC),聚苯乙烯(PS),聚碳酸酯(PC)]中的吸收。
在“Applied Spectroscopy”(1997),第51卷第4期第491-494頁中,Kazarian S.G.等人描述了聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)膜在二氧化碳(CO2)存在下在超臨界條件下(塑化),以及用有機染料(分散紅1)浸漬的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)膜在二氧化碳(CO2)存在下在超臨界條件下(浸漬)二者的原位FT-IR光譜分析。
在“Journal of Applied Polymer Science”(2003),第90卷第3652-3659頁中,Domingo C.等人描述了基于聚甲基丙烯酸甲酯的體系在二氧化碳存在下在超臨界條件下的行為(“超臨界二氧化碳”-SCCO2)。具體的,它們顯示了二氧化碳在超臨界條件下的存在(“超臨界二氧化碳”-SCCO2)允許聚合物溶脹,因此促進了有毒物質(zhì)的除去和用添加劑的浸漬。
在“SEN’I GAKKAISHI”(2011),第67卷第2期第34-39頁,Zhao C.等人描述了使用二氧化碳(CO2)在超臨界條件下,來用于用熒光染料(Rhodamine 6G)浸漬基于聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的光纖。
當由于添加劑的熱不穩(wěn)定性而需要相對低的加工溫度時,上述方法(其使用了超臨界條件下的二氧化碳(CO2))是有利的。當該添加劑沒有完全可溶于保持在超臨界條件下的流體中時,所述的方法此外不需要使用有機溶劑,除了最小量之外。
此外,二氧化碳(CO2)是無毒,不燃,經(jīng)濟和無污染的。二氧化碳(CO2)的超臨界條件預期的溫度是20℃-80℃和壓力高于50bar。此外,在所述的超臨界條件下,二氧化碳(CO2)在聚合物中的溶解度是高的,并且類似于用于溶劑染料擴散方法中典型的有機溶劑,所述的溶解度通常是10重量%-30重量%,相對于該聚合物的總重量。
但是,上述使用超臨界條件下的二氧化碳(CO2)的方法也會具有一些缺陷,特別是涉及到加工成本的增加。所述的方法實際上如上所述,是在高壓進行的,并且因此需要能夠在所述高壓運行的合適的裝置。
本申請人因此考慮來尋找一種用于用至少一種有機添加劑浸漬聚合物基底的方法的問題,所述方法能夠克服上述缺陷。
本申請人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)使用包括至少一種有機添加劑的含水乳液,優(yōu)選含水微乳液,能夠獲得浸漬聚合物基底的方法,其能夠克服上述缺陷。所述的含水乳液或者微乳液的使用能夠限制有毒和/或易燃溶劑的使用。所述的含水乳液或者微乳液的使用還允許達到高濃度的局部添加劑(即,在該乳液或微乳液膠束內(nèi)的添加劑的濃度),而無需使用大量的添加劑,并且在大于一種添加劑的情況中有利于它們的相互作用。此外,使用所述的含水乳液或者微乳液使得在低溫和低壓運行成為可能,因此也使得在熱不穩(wěn)定的添加劑存在下,在相對短的時間(分鐘-小時的量級)成為可能,并且無需使用特殊裝置。
本發(fā)明的一個目標因此涉及一種浸漬包括至少一種聚合物的聚合物基底的方法,所述方法包含將所述的聚合物基底與至少一種含水乳液,優(yōu)選含水微乳液接觸,該乳液包括至少一種有機添加劑。
在本說明書和下面的權(quán)利要求中,數(shù)字范圍的定義總是包含了端值,除非另有規(guī)定。
在本說明書和下面的權(quán)利要求中,術(shù)語“包含”還包括術(shù)語“其基本組成為”或者“其組成為”。
在本說明書和下面的權(quán)利要求中,術(shù)語“微乳液”指的是這樣的乳液,其中被分散相是以直徑1nm-100nm,優(yōu)選2nm-10nm的膠束形式分布在分散相中。
在本發(fā)明中,可以使用能夠溶脹的任何熱塑性或者彈性體聚合物。
可以有利的用于本發(fā)明中的熱塑性和彈性體聚合物的具體的和非限定性例子是:聚烯烴類,聚酰胺類,聚酰亞胺類,聚酯類,聚氨酯類,聚丙烯酸酯類,聚碳酸酯類,聚乙炔類,聚異戊二烯類,聚苯乙烯類,苯乙烯-丁二烯類共聚物,苯乙烯-丙烯腈類共聚物,乙烯-乙酸乙烯酯類共聚物,氯丁二烯聚合物,聚醚-酰胺,氯乙烯聚合物,偏氯乙烯聚合物,環(huán)氧聚合物,天然橡膠,丁基橡膠,腈橡膠,硅,聚乙烯醇聚合物,來源于纖維素的聚合物,來源于蛋白質(zhì)的聚合物(例如白蛋白),乳酸的聚合物,乙醇酸的聚合物或者其混合物。
根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選的實施方案,所述的聚合物可以選自聚丙烯酸酯類,聚碳酸酯類,聚苯乙烯類,苯乙烯-丙烯腈類共聚物或者其混合物。優(yōu)選所述的聚合物可以選自聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA),苯乙烯-丙烯腈共聚物(SAN)或者其混合物。
應當指出的是在本發(fā)明中,所述的有機添加劑選自這樣的化合物,其在下文所示的與水不混溶的有機溶劑中是可溶的和穩(wěn)定的。
可以有利的用于本發(fā)明的有機添加劑具體的和非限定性例子是:染料(例如天然顏料,或者合成顏料,其基于偶氮衍生物,蒽醌或者三芳基甲烷);光致發(fā)光染料(例如氧雜蒽,噁嗪,卡巴肼,香豆素,苯并噻二唑化合物,并苯化合物,苝化合物);穩(wěn)定劑(例如光穩(wěn)定劑,UV穩(wěn)定劑,氧化穩(wěn)定劑,阻燃劑,增塑劑)。
根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選的實施方案,所述的有機添加劑可以選自光致發(fā)光染料。
可以用于本發(fā)明的光致發(fā)光染料可以選自這樣的光致發(fā)光染料,其在UV-可見光范圍內(nèi)吸光和在UV-可見光和紅外二者范圍內(nèi)發(fā)光,并且其在下文所示的與水不混溶的有機溶劑中是可溶和穩(wěn)定的??梢杂欣挠糜诒景l(fā)明的光致發(fā)光染料是例如以Basf的商標名本申請人名下的國際專利申請WO2011/048458所述的并苯化合物,苯并噻二唑化合物而已知的化合物。
根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選的實施方案,所述的光致發(fā)光染料可以例如選自苯并噻二唑化合物,并苯化合物,苝化合物或者其混合物。優(yōu)選所述的光致發(fā)光染料可以選自4,7-二-2-噻吩基-2,1,3-苯并噻二唑(DTB),4,7-雙(7’,8’-二丁基苯并[1’,2’-b’:4’,3’-b’’]-二噻吩-5’-基)苯并-[c][1,2,5]噻二唑(F500),9,10-二苯基蒽(DPA),N,N’-雙(2’,6’-二-異丙基苯基)(1,6,7,12-四苯氧基)(3,4,9,10-苝-二酰亞胺(F Red 305-Basf)或者其混合物。4,7-二-2-噻吩基-2,1,3-苯并噻二唑(DTB)是特別優(yōu)選的。
根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選的實施方案,所述的含水乳液或者所述的含水微乳液可以包含:
-20重量%-90重量%,優(yōu)選50重量%-70重量%的水,相對于表面活性劑+助表面活性劑+水的總重量;
-3重量%-25重量%,優(yōu)選10重量%-15重量%的至少一種表面活性劑,相對于表面活性劑+助表面活性劑+水的總重量;
-0重量%-50重量%,優(yōu)選10重量%-30重量%的至少一種助表面活性劑,相對于表面活性劑+助表面活性劑+水的總重量;
-1重量%-90重量%,優(yōu)選5重量%-20重量%的至少一種與水不混溶的有機溶劑,相對于與水不混溶的有機溶劑+水的總重量;
-0.02重量%-2重量%,優(yōu)選0.1重量%-0.5重量%的至少一種有機添加劑,相對于有機添加劑+與水不混溶的有機溶劑的總重量。
根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選的實施方案,所述的表面活性劑可以選自陰離子表面活性劑例如諸如十二烷基硫酸鈉(SDS)、十八烷基硫酸鈉、壬基酚雜硫酸酯及其混合物。優(yōu)選是十二烷基硫酸鈉(SDS)。
根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選的實施方案,所述的助表面活性劑可以選自例如醇例如1-丁醇、1-戊醇、1-己醇、1-辛醇或者其混合物,優(yōu)選是1-丁醇。
根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選的實施方案,所述的與水不混溶的有機溶劑可以選自與水不混溶的有機溶劑,例如諸如甲苯,環(huán)己烷,庚烷或者其混合物。甲苯是優(yōu)選的。
上述乳液和微乳液可以根據(jù)本領(lǐng)域已知的方法制備,如:Lang J.等人,“Journal of Physical Chemistry”(1980),第84卷(12),第1541-1547頁;Ramos G.R.等人,“Analytica Chimica Acta”(1988),第208卷,第1-19頁;Shao G.Q.等人,“Chinese Chemical Letters”(2001),第12卷(12),第1109-112頁;Oliveira M.E.C.D.R.等人,“Journal of Molecular Structure”(2001),第563-564卷,第443-447頁中所述。
根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選的實施方案,所述的方法可以在15℃-40℃的溫度,優(yōu)選在室溫(25℃)進行。
根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選的實施方案,所述的方法可以進行了5分鐘-3小時,優(yōu)選20分鐘-30分鐘的時間。
根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選的實施方案,所述的方法可以在1atm-5atm的壓力,優(yōu)選在大氣壓(1atm)進行的。
在本發(fā)明中,所述的聚合物基底可以以任何形式使用,例如諸如薄片、粒料、片或者具有其他形式的制品,其是通過流延、擠出或者模制來獲得的。
在本發(fā)明中,所述的方法可以根據(jù)本領(lǐng)域已知的技術(shù)來實施,這取決于待浸漬的聚合物基底的類型和形式。所述的聚合物基底例如可以完全浸入所述的含水乳液或所述的含水微乳液中來完全浸漬,或者它可以部分的浸入所述的含水乳液或所述的含水微乳液中來部分浸漬。玻璃、金屬或者Teflon容器可以用于該目的。
如上所示,獲自所述方法的浸漬的聚合物基底可以有利的用于獲得具有改進的美學特性(例如用至少一種染料浸漬)或者穩(wěn)定性特性(例如用至少一種穩(wěn)定劑浸漬)的聚合物終端產(chǎn)品,其可以用于不同的領(lǐng)域例如諸如光學領(lǐng)域(例如高級光學部件,激光應用)、醫(yī)學領(lǐng)域(例如藥物物質(zhì)的釋放)、農(nóng)業(yè)領(lǐng)域(例如殺蟲劑的釋放)、香料(例如香料的釋放)。更具體的,所述的聚合物基底可以用于發(fā)光太陽能集中器(LSC),其最終可以有利的與例如光伏電池(或者太陽能電池)或者光電解電池一起使用,用于太陽能裝置(即,用于利用太陽能的裝置)。此外,所述的發(fā)光太陽能集中器(LSC)可以有利的例如與光伏電池(或者太陽能電池)一起使用,用于光伏窗。
本發(fā)明的另一目標所以涉及一種發(fā)光太陽能集中器(LSC),其包含依靠上述方法獲得的至少一種聚合物基底。
此外,本發(fā)明的另一目標涉及一種太陽能裝置(即,用于利用太陽能的裝置),其包含至少一種發(fā)光太陽能集中器(LSC,其包含用上述方法獲得的至少一種聚合物基底),和至少一種光伏電池(或者太陽能電池)或者至少一種光電解電池。
本發(fā)明的另一目標還涉及一種光伏窗,其包含至少一種發(fā)光太陽能集中器(LSC,其包含用上述方法獲得的至少一種聚合物基底),和至少一種光伏電池(或者太陽能電池)。
下文提供了一些示例性和非限定性實施例,來用于更好的理解本發(fā)明和用于它的實踐實施方案。
在下面的實施例中,使用下面的光致發(fā)光染料:
-4,7-二-2-噻吩基-2,1,3-苯并噻二唑(DTB),其是如本申請人名下的國際專利申請WO2012/007834的實施例1所述來合成的;
-4,7-雙(7’,8’-二丁基苯并[1’,2’-b’:4’,3’-b”]二噻吩-5’-基)-苯并[c][1,2,5]-噻二唑(F500),其是如本申請人名下的意大利專利申請MI2013A000605的實施例1所述來合成的;
-N,N’-雙(2’,6’-二-異丙基苯基)(1,6,7,12-四苯氧基)(3,4,9,10-苝-二酰亞胺(F Red 305of Basf)。
實施例1
制備包括4,7-二-2-噻吩基-2,1,3-苯并噻二唑(DTB)的微乳液
微乳液EM77
將16g的十二烷基硫酸鈉(SDS)(Acros Organics 99%)和93ml純水MilliQ(MQ-Millipore)引入250ml燒瓶中:將整個混合物保持在攪拌下,直到獲得清澈溶液。將41.3ml的1-丁醇(Acros Organics 99%),83.4mg的4,7-二-2-噻吩基-2,1,3-苯并噻二唑(DTB)和7.5ml甲苯(Aldrich)隨后依次加入:將整個混合物在室溫(25℃)在攪拌下放置大約1小時,然后靜置一夜,獲得透明的橙色微乳液,并且4,7-二-2-噻吩基-2,1,3-苯并噻二唑(DTB)在該微乳液中的最終濃度等于2x10-3M。
微乳液EM78
將161g的十二烷基硫酸鈉(SDS)(Acros Organics 99%)和912ml純水MilliQ(MQ-Millipore)引入2.5L燒瓶中:將整個混合物保持在攪拌下,直到獲得清澈溶液。將401ml的1-丁醇(Acros Organics 99%),958mg的4,7-二-2-噻吩基-2,1,3-苯并噻二唑(DTB)和292ml甲苯(Aldrich)隨后依次加入:將整個混合物在室溫(25℃)在攪拌下放置大約1小時,然后靜置一夜,獲得透明的橙色微乳液,并且4,7-二-2-噻吩基-2,1,3-苯并噻二唑(DTB)在該微乳液中的最終濃度等于2x10-3M。
微乳液EM73
將13ml的0.6M的十二烷基硫酸鈉(SDS)(Acros Organics 98%)的純水MilliQ(MQ-Millipore)溶液傾倒入50ml燒瓶中。隨后依次加入5.7ml純水MilliQ(MQ-Millipore)和0.5ml的0.05M的4,7-二-2-噻吩基-2,1,3-苯并噻二唑(DTB)的甲苯(Aldrich)溶液:整個混合物立即變成清澈的,并且在室溫(25℃)在攪拌下放置30分鐘,然后靜置一夜,獲得透明的黃色微乳液,并且4,7-二-2-噻吩基-2,1,3-苯并噻二唑(DTB)在該微乳液中的最終濃度等于1x10-3M。
微乳液EM74
將13ml的0.6M的十二烷基硫酸鈉(SDS)(Acros Organics 98%)的純水MilliQ(MQ-Millipore)溶液傾倒入50ml燒瓶中。隨后依次加入5.7ml的1-丁醇(Acros Organics 99%)和0.5ml的0.05M的4,7-二-2-噻吩基-2,1,3-苯并噻二唑(DTB)的甲苯(Aldrich)溶液:整個混合物立即變成清澈的,并且在室溫(25℃)在攪拌下放置30分鐘,然后靜置一夜,獲得透明的黃色微乳液,并且4,7-二-2-噻吩基-2,1,3-苯并噻二唑(DTB)在該微乳液中的最終濃度等于1x10-3M。
實施例2
制備包括各種熒光染料的微乳液
微乳液EM66
將13ml的0.6M的十二烷基硫酸鈉(SDS)(Acros Organics 98%)的純水MilliQ(MQ-Millipore)溶液傾倒入50ml燒瓶中。隨后依次加入5.7ml的1-丁醇(Acros Organics 99%)和4.2ml的2x10-3M的4,7-二-2-噻吩基-2,1,3-苯并噻二唑(DTB)的甲苯(Aldrich)溶液:整個混合物立即變成清澈的,并且在室溫(25℃)在攪拌下放置30分鐘,然后靜置一夜,獲得透明的淺黃色微乳液,并且4,7-二-2-噻吩基-2,1,3-苯并噻二唑(DTB)在該微乳液中的最終濃度等于3x10-4M。
微乳液EM76
將13ml的0.6M的十二烷基硫酸鈉(SDS)(Acros Organics 98%)的純水MilliQ(MQ-Millipore)溶液傾倒入50ml燒瓶中。隨后依次加入5.7ml的1-丁醇(Acros Organics 99%)和4.2ml的2.8x10-3M的F Red 305的甲苯(Aldrich)溶液:整個混合物立即變成清澈的,并且在室溫(25℃)在攪拌下放置30分鐘,然后靜置一夜,獲得透明的深紅色微乳液,并且F Red305在該微乳液中的最終濃度等于5x10-4M。
微乳液EM80
將13ml的0.6M的十二烷基硫酸鈉(SDS)(Acros Organics 98%)的純水MilliQ(MQ-Millipore)溶液傾倒入50ml燒瓶中。隨后依次加入5.7ml的1-丁醇(Acros Organics 99%)和4.2ml的2x10-3M的4,7-雙(7’,8’-二丁基苯并[1’,2’-b’:4’,3’-b′’]二噻吩-5’-基)苯并[c][1,2,5]噻二唑(F500)的甲苯(Aldrich)溶液:整個混合物立即變成清澈的,并且在室溫(25℃)在攪拌下放置30分鐘,然后靜置一夜,獲得透明的紅橙色微乳液,并且4,7-雙(7’,8’-二丁基苯并[1’,2’-b’:4’,3’-b′’]二噻吩-5’-基)苯并[c][1,2,5]噻二唑(F500)在該微乳液中的最終濃度等于4x10-4M。
實施例3(對比例)
制備包括4,7-二-2-噻吩基-2,1,3-苯并噻二唑(DTB)的溶液
溶液DTB52
將77.8ml甲苯(Aldrich)和40.4mg的4,7-二-2-噻吩基-2,1,3-苯并噻二唑(DTB)引入100ml燒瓶中:將整個混合物保持在攪拌下,立即獲得清澈的黃色溶液,并且4,7-二-2-噻吩基-2,1,3-苯并噻二唑(DTB)在該溶液中的最終濃度等于2x10-3M。
實施例4
浸漬聚合物片
將通過流延所獲得的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)Altuglas聚合物片(尺寸2.5x2.5x5mm)完全在垂直位置浸入含有如實施例1所述獲得的微乳液EM77的80ml燒杯中,并且在室溫(25℃)和大氣壓保持于其中。該片然后從燒杯中除去,用大量的蒸餾水清洗,用布干燥和在空氣中在室溫(25℃)放置一夜來干燥。
聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)Altuglas的其他聚合物片(尺寸2.5x2.5x5mm)是如上面的操作,使用下面的來浸漬的:
微乳液EM78,EM73和EM74,如實施例1所述獲得;
微乳液EM66,EM76和EM80,如實施例2所述獲得;
溶液DTB52,如實施例3所述獲得。
將因此獲得的片進行其上存在的染料量的測定。
為此目的,在使用含有已知量的分散在相同聚合物基質(zhì)中的光致發(fā)光染料參考片校正之后,它們經(jīng)歷了UV-Vis吸收光譜,其測量了每個光致發(fā)光染料的吸光特性。
UV-Vis光譜是依靠Perkin Elmer Lambda 950雙射線和雙單色器分光計來獲得的:所獲得的結(jié)果報告在表1和表2中。在表1和表2中,還報告了所述片的浸入時間。
表1
*光致發(fā)光染料在微乳液或者溶液中的wt%百分比;
**光致發(fā)光染料在浸漬的片中的ppm,獲自光致發(fā)光染料的UV-可見光吸收曲線。
從表1所報告的數(shù)據(jù),可以看到相對于用甲苯溶液浸漬獲得的片(DTB52),用本發(fā)明的微乳液EM77和EM78浸漬獲得的片產(chǎn)生了更好的結(jié)果(即,存在于片上的更大量的光致發(fā)光染料)。
此外,可以注意到相對于沒有助表面活性劑的微乳液(EM73),浸漬微乳液(EM74)中助表面活性劑(即丁醇)的存在允許獲得片上更大量的光致發(fā)光染料。
表2
a:光致發(fā)光染料在微乳液中的wt%和mmol%;
b:光致發(fā)光染料在浸漬片中的ppm,其獲自光致發(fā)光染料的UV-可見光吸收曲線;
c:光致發(fā)光染料在浸漬片中的mmol,其獲自ppm值。
從表2報告的數(shù)據(jù),可以看到相對于用微乳液EM76和EM80浸漬獲得的片,用微乳液EM66浸漬獲得的片產(chǎn)生了更好的結(jié)果(即,存在于片上的更大量的光致發(fā)光染料)。
實施例5
在垂直位置上在兩側(cè)浸漬聚合物片(EM78f和EM78d)
將流延獲得的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)Altuglas的聚合物片(尺寸9x20x5mm)排列在盆(尺寸23x23x7mm)的垂直位置,向其上以這樣的量加入如實施例1所述獲得的微乳液EM78,來完全覆蓋它,并且將它在室溫(25℃)和大氣壓(1bar)保持于其中。該片然后從盆中除去,用大量的蒸餾水清洗,用布干燥和在室溫(25℃)空氣中放置一夜來干燥(EM78f)。
將擠出獲得的另一聚苯乙烯-丙烯腈(SAN)聚合物片(B266,versalis spa)(尺寸9x20x5mm)如上所述進行浸漬(EM78d)。
實施例6
在水平位置在一側(cè)(EM78m)和在水平位置在兩側(cè)(EM78n)浸漬聚合物片
將流延獲得的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)Altuglas的聚合物片(尺寸9x20x5mm)排列在盆(尺寸24x19x7mm)的水平位置,向其上以這樣的量加入如實施例1所述獲得的微乳液EM78,來完全潤濕它的下部,并且將它在室溫(25℃)和大氣壓(1bar)保持于其中。該片然后從盆中除去,用大量的蒸餾水清洗,用布干燥和在室溫(25℃)空氣中放置一夜來干燥(EM78m)。
另一方面,將另一聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的聚合物片排列在盆(尺寸24x19x7mm)的水平位置,向其上以這樣的量加入如實施例1所述獲得的微乳液EM78,來完全潤濕整個片,并且將它在室溫(25℃)和大氣壓(1bar)保持于其中。該片然后從盆中除去,用大量的蒸餾水清洗,用布干燥和在室溫(25℃)空氣中放置一夜來干燥(EM78n)。
實施例7
功率測量(Pmax)
該功率測量是在如實施例5和實施例6所述獲得的浸漬的聚合物片上進行的。
為此目的,將連接到數(shù)字萬用表上的1.2cm2表面的光伏電池IXYS-XOD17施加到待評估的片的兩個最短邊緣之一上(即,9mm邊緣之一上)。
該片的表面然后使用ABET太陽能模擬器樣機用光源照明。SUN2000裝備有550瓦的氙氣燈,其功率等于1sun(1000W/m2)進行10秒。進行第一次測量,照亮一部分的片(9x9cm),并且測量該照明所產(chǎn)生的電功率。
功率測量隨后在具有相同尺寸的一部分片上,以從光伏電池固定到其上的邊緣開始漸增的距離進行(總共11次測量)。
對于照亮的片的每個部分,記錄用于電流強度(以安培測量)-所產(chǎn)生的電壓(以伏特測量)的曲線,并且由此計算光伏電池的平均有效功率(Pmax)。該平均有效功率(Pmax)是忽略了第一次和最后一次的測量(涉及到分別含有具有光伏電池的邊緣和對邊的片部分)來計算的。所獲得的值報告在表3中。表3還顯示了所述片的浸入時間。
表3
*光致發(fā)光染料(DTB)在浸漬的片中的ppm。
從表3報告的數(shù)據(jù),可以看到用微乳液浸漬在聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)片和苯乙烯-丙烯腈(SAN)片二者上是等價有效的。在聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)片照明下形成的功率相對于苯乙烯-丙烯腈(SAN)片形成的功率的差值是最小的,這認為苯乙烯-丙烯腈(SAN)片上的光致發(fā)光染料(即DTB)的量是明顯較低的(EM78f相比于EM78d)。
還可以看到待浸漬的片在盆中排列的位置(垂直或水平)不具有影響(EM78f相比于EM78n),而在僅僅在一側(cè)上浸漬的片(但是其還包含較少的光致發(fā)光染料(即DTB))和在兩側(cè)上浸漬的片形成的功率之間(EM78m相比于EM78n)存在著稍微的差異(幾乎可忽略)。