来源：X-MOL
白炭黑是橡胶制品中最重要的填充填料之一，能显著提升材料的力学性能并降低生产成本。然而，白炭黑颗粒表面的羟基导致其在工业加工过程中易发生团聚，造成应力集中，影响最终产品质量。因此，研究白炭黑的微观分散情况对于理解填料在橡胶中的作用机理、建立宏观性能与微观分散之间的联系具有重要意义。激光扫描共聚焦显微技术（LSCM）是一种有效分析填料分散状态的方法。与SEM、TEM、AFM等传统技术相比，激光扫描共聚焦显微技术具有操作简便、样品损伤小、成本效益高等优点，已广泛应用于生物医学领域。因此，通过对激光扫描共聚焦显微技术获取的信号进行数值化处理，可应用于工业生产中产品质量的自动监测。
由于二氧化硅本身不具备荧光性，无法在激光共聚焦显微镜（LSCM）分析中提供信号反馈，因此需要对其进行分子修饰，以获得高荧光量子产率、长荧光寿命和良好的抗荧光猝灭性能。近日，扬州大学俞磊教授（点击查看介绍）团队在Chin. Chem. Lett.发表论文，报道了一种新的二氧化硅改性方法，通过引入有机金属铕，成功解决了这一瓶颈问题。该团队采用邻菲罗啉、DBM和硅烷偶联剂作为稀土Eu³⁺配体，成功合成了新型荧光偶联剂，并将其负载于二氧化硅表面，作为橡胶的荧光填料。这种新型荧光填料在橡胶工业中具有重要应用价值，通过LSCM表征，可以精确研究二氧化硅在橡胶中的分散状态，从而优化橡胶制品的性能，提升产品质量。
该研究通过调整合成条件，探讨了稀土配体基团对二氧化硅荧光性质的影响。调整硅烷偶联剂配体的取代基可以调控荧光强度，增加β-二酮配体则能拓宽激发波长范围。这一方法为开发新型荧光填料提供了新思路，特别适用于橡胶工业。通过精确分析填料的微观分散状态，该方法可以定量评估其对橡胶制品性能的影响。新型荧光填料不仅提升了测试的便捷性和有效性，还为深入理解无机填充聚合物与橡胶制品性能的构效关系提供了重要支持，有助于设计高分子材料的结构，优化橡胶制品的性能。
本文第一作者吴俊清系扬州大学在读博士生。本文共同通讯作者张亦旸于2018年取得日本神户大学工学博士学位。2022年至今任职于扬州大学机械工程学院。现兼任中国稀土学会固体新材料专业委员会委员，扬州化学化工学会理事。主要研究方向包括：（1）柔性电子材料。如介电弹性体材料，导电弹性体材料，电致发光弹性体方面的研究。（2）高纯度有机半导体材料的合成与精制技术。（3）新型催化剂在有机合成反应中的应用。