[发明专利]一种聚二乙炔基热致可逆变色复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种聚二乙炔基热致可逆变色复合材料，是将10,12‑二十五碳二炔酸单体充分溶解于二甲亚砜‑水混合溶液中，再加入表面羟基化无机氧化物，然后将混合溶液于70~80℃下超声处理50~60 min，冷却至0~5℃，静置使其自组装孵育得到无色超分子溶液；然后将无色超分子溶液在紫外光照射下聚合，即得聚二乙炔/羟基化氧化物蓝色溶液。本发明通过制备表面多羟基的无机粒子与二乙炔酸分子端基的‑COOH之间的氢键作用，自组装后通过紫外光照聚合，得到普适性的聚二乙炔/羟基化无机物体系的热致可逆变色材料。由于不同的聚二乙炔/羟基化无机物复合材料具有不同的热致变色温度，因此可实现逆变色传感器的温度可控。

技术领域

本发明涉及一种热致变色智能材料，尤其涉及一种聚二乙炔基热致可逆变色复合材料的制备方法，属于复合材料领域和智能材料领域。

背景技术

材料是人类生活和生产的支柱，主要将其分为功能材料和结构材料。功能材料注重的是其特殊的功能，结构材料注重其机械强度。智能材料是将功能材料和结构材料相结合，最终实现功能智能化和结构智能化。它能够通过自身的感知而获得外界环境变化，根据变化适时做出判断和处理，且发出指令、调节自身状态行为从而适应外界环境的变化，继而实现自检测、自诊断与校正、自修复等各种特殊功能。感应、反馈和响应是智能材料的三大基本要素。

聚二乙炔对外界环境刺激有灵敏的响应性，即在外界刺激下能发生蓝色到红色的转变，基于这种特殊的光学性质，人们将聚二乙炔制备成不同的形态作为传感器使用。但是，聚二乙炔在环境改变时只呈现不可逆的颜色变化，即当移出外界刺激时，其颜色不能从红色恢复至蓝色状态。这种不可逆的变色行为影响了聚二乙炔传感器的可重复使用性。

发明内容

本发明的目的是提供一种聚二乙炔基热致可逆变色复合材料的制备方法。

一、聚二乙炔基热致可逆变色复合材料的制备

本发明聚二乙炔基热致可逆变色复合材料的制备，是将10,12-二十五碳二炔酸单体充分溶解于二甲亚砜-水混合溶液中，再加入表面羟基化无机氧化物的水溶液，然后将混合溶液于70~80℃下超声50~60 min，冷却至0~5℃, 静置使其自组装孵育10~12 h，得到无色超分子溶液；然后将无色超分子溶液在紫外光照射下聚合，即得聚二乙炔/羟基化氧化物蓝色溶液。

所述10,12-二十五碳二炔酸单体的结构式为CH₃-(CH₂)₁₁-C≡C-C≡C-(CH₂)₈-COOH。

所述二甲亚砜-水混合溶液中，二甲亚砜与水的体积比为1:9~1:8；10,12-二十五碳二炔酸单体与羟基化无机氧化物的质量比为4: 1~3: 1；混合溶液中，10,12-二十五碳二炔酸单体的浓度为0.5~0.6 mg/mL。

所述紫外光照射下聚合是在波长254 nm的紫外光下照射10~12 min。

所述表面羟基化无机氧化物的制备方法为：将无机氧化物粒子加入到H₂O₂/H₂O混合溶液中，用硅酸钠调节溶液pH至9~11，于45~50℃反应5~7 h，过滤，固体用去离子水洗涤直洗出液为中性，真空干燥，即得表面羟基化无机氧化物。H₂O₂/H₂O混合溶液中，H₂O₂与H₂O的体积为1:2~1:3；所述无机氧化物为三氧化二铝、二氧化钛、二氧化硅。

二、热致变色性能测试

将复合材料在水浴25℃~80℃条件下进行10℃间隔的升温变化，检测聚二乙炔/羟基化无机氧化物复合材料水溶液颜色随温度的变化，并且测得在不同温度下三种复合材料的紫外-可见吸收光谱。