[发明专利]一种激光响应的P(AM-co-St)@Bi2

说明书

本发明属于高分子水凝胶以及激光标记材料制备领域，特别涉及一种激光响应的P(AM‑co‑St)@Bi₂O₃复合水凝胶的制备方法和应用。水凝胶是一种具有三维网络结构并且亲水性很好的高分子材料。本发明首先利用3‑(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(TMSPMA)对Bi₂O₃粉末进行表面修饰并引入双键，并以丙烯酰胺(AAm)为主要单体，并添加带有双键的苯乙烯(St)进行改性，制备P(AM‑co‑St)@Bi₂O₃复合水凝胶。对制备好的水凝胶进行激光响应测试。该种特定的激光响应的P(AM‑co‑St)@Bi₂O₃复合水凝胶对永久标记、产品防伪、重要零部件的跟踪等激光标记领域的发展有重要意义。

技术领域

本发明属于高分子水凝胶及激光标记材料制备领域，特别涉及一种激光响应的P(AM-co-St)@Bi₂O₃复合水凝胶的制备方法和应用。

背景技术

水凝胶是一种具有三维网络结构并且亲水性很好的高分子材料。近年来，聚丙烯酰胺水凝胶因其优异的吸水性能和组织等效性，在许多领域有着重要的应用。例如：可用来去除工业废水中的重金属离子，模拟构建等效生物体组织，以及在日常生活中的各种广泛应用等。聚丙烯酰胺水凝胶进一步功能化，可以改善其性能和拓展其应用范围。

水凝胶在激光标记领域的研究并不多，而三氧化二铋(Bi₂O₃)是一种激光响应的无机颗粒，将其添加到水凝胶的制备中，可以合成有激光响应的水凝胶。三氧化二铋(Bi₂O₃)是一种黄色的粉末。它具有高的折射率和介电常数、光学非线性和超快响应，以及显著的光电导性和光致发光。这些独特的特性使得 Bi₂O₃适合于多个应用，例如非均相催化剂、传感器、电子学、光学涂层、激光和玻璃制造。在研究水凝胶激光响应效果的同时，也要改善水凝胶的综合性能。苯乙烯(St)是一种常用的聚合物改性材料，可以提高材料的化学稳定性。

对比文件专利CN102617837B公开了一种可激光标记PET快结晶聚酯切片及其制备方法，该方法的原料中含有PET聚酯、激光标记助剂和结晶成核剂，激光标记助剂选自二氧化钛、Sn/Sb混合氧化物或Sn/Ln混合氧化物中的至少一种，但其制备过程工序繁琐不适合大规模推广生产。对比文件专利 CN101243137B公开了一种保持聚酰胺树脂固有的成形性、机械物性、热稳定性、耐热性、电气特性等特征、且阻燃性和激光可标记性优良的聚酰胺树脂组合物，以及将其成形而得到的激光标记用树脂成形体，但是该方法的成本不易控制且不利于环保。因此，需要研究出一种操作简便、成本低且环保的激光响应材料。激光响应型P(AM-co-St)@Bi₂O₃复合水凝胶正具备激光效果理想、成本低且操作简便又环保的特点，对永久标记、产品防伪、重要零部件的跟踪等激光标记领域的发展有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制备方法简单、激光响应效果理想且综合性能良好的P(AM-co-St)@Bi₂O₃复合水凝胶的制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

本发明首先利用3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(TMSPMA)对Bi₂O₃粉末进行表面修饰并引入双键，并以丙烯酰胺(AAm)为主要单体，并添加带有双键的苯乙烯(St)进行改性，制备P(AM-co-St)@Bi₂O₃复合水凝胶。其中AAm是一种环境响应型的分子，Bi₂O₃是一种激光响应的无机颗粒，St是一种常用的聚合物改性材料，可以提高材料的化学稳定性。

本发明提供一种光响应的P(AM-co-St)@Bi₂O₃复合水凝胶制备方法，具体工艺如下：