一种智能呼吸响应材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种智能呼吸响应材料及其制备方法。该智能呼吸响应材料，按总质量分数100％计，包括如下组分，高分子呼吸响应材料0.5％‑95％、纳米响应材料0.1％‑45％、分散剂1％‑20％和水1％‑95％。本发明专利技术提出的智能呼吸响应材料通过高分子响应材料和纳米响应材料的相互耦合作用，实现了快速的智能化的湿度调节，且制备方法简单易行，具有很好的开发应用潜力。

An intelligent respiratory response material and its preparation method

The invention discloses an intelligent respiratory response material and a preparation method thereof. The intelligent respiratory response material, according to the total mass fraction of 100%, includes the following components, the polymer respiration response material 0.5% 95%, the nanoscale response material 0.1% 45%, the dispersant 1% 20% and the water 1% 95%. The intelligent respiratory response material proposed by this invention has realized rapid and intelligent humidity regulation through the interaction of polymer response material and nano response material, and the preparation method is simple and easy, and has good potential for development and application.

【技术实现步骤摘要】
一种智能呼吸响应材料及其制备方法
：本专利技术属于响应材料
，具体涉及一种智能呼吸响应材料及其制备方法。
技术介绍
：最近几年，随着空气雾霾越来越严重，人们对呼吸健康的问题也日益关注，口罩成了冬季出行的必备。市场上大多数口罩可以有效隔离雾霾。然而呼吸的湿度问题始终没有引起人们的关注。医学研究的结果表明，最适合人类呼吸的空气湿度为40％-60％。如果空气湿度低于40％，呼吸道黏膜上的纤毛运动减缓，灰尘、细菌等容易附着在黏膜上，呼吸道干涩难受、引发干咳、鼻腔出血、喉痛、感冒、过敏性鼻炎诱发咽炎、气管炎、肺炎、支气管哮喘等，以及某些真菌、细菌和病毒的滋生。而空气湿度大于60％，会令人憋闷难耐，食欲不振、烦躁、免疫力下降，此时人们会无精打采，易疲倦(松果激素量增多，甲状腺素及肾上腺素的浓度相对降低)，同时部分细菌、病毒、真菌、尘螨繁殖能力增强。目前尚无可以对呼吸实现智能响应的材料，当外界环境湿度低时，智能响应增加湿度，而外界环境湿度高时，智能的降低湿度。
技术实现思路
：本专利技术的目的是提供一种智能呼吸响应材料及其制备方法，该智能呼吸响应材料实现了快速的智能化的湿度调节，且制备方法简单易行，具有很好的开发应用潜力。本专利技术的第一个目的是提供了一种智能呼吸响应材料，按总质量分数100％计，包括如下组分，高分子呼吸响应材料0.5％-95％、纳米响应材料0.1％-45％、分散剂1％-20％和水1％-95％。本专利技术提出的智能呼吸响应材料，其工作原理是：湿度的变化会引起空气压力差的微小变化，纳米响应材料可以感知湿度的变化。当外界湿度＞60％时，纳米响应材料利用其多孔高比表面的特性，将空气中的水分吸附在其表面上，并在压力差的作用下，利用毛细力将吸附的水分传递给高分子呼吸响应材料，实现水分的储存。当外界湿度＜40％时，在压力差的驱动下，纳米响应材料可以吸收聚合物储存的水分，然后扩散出来，增加环境湿度。优选，所述的纳米响应材料为卟吩修饰的纳米响应材料。卟吩修饰的纳米响应材料其增加了纳米响应材料的相应灵敏性。卟吩修饰的纳米响应材料通过将卟吩和纳米响应材料共同分散在乙醇溶液中回流得到，其中卟吩和纳米响应材料的混合物中，卟吩所占的质量百分比为0.1％-10％，乙醇溶液与卟吩和纳米响应材料的混合物的质量比大于1.5，乙醇溶液质量分数为70％-75％。上述智能呼吸响应材料，按总质量分数100％计，包括如下组分，高分子呼吸响应材料30％-80％、卟吩修饰的纳米响应材料15％-35％、分散剂5％-8％和水20％-60％。优选，所述的高分子呼吸响应材料选自聚乙烯、聚丙烯腈、聚丙烯酸酯、聚乙二醇、聚丙烯、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸、淀粉、聚丙烯碳酸酯、壳聚糖、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、羧甲基纤维素钠和吸水无纺布中的一种以上。所述的纳米响应材料选自多孔高比表面的纳米氧化物、氮化物、硫化物和硅铝酸盐中的一种，还包括染料0％-10％和/或香料0％-10％。染料和香料根据实际情况，做相应的添加即可。卟吩的结构式如式(Ⅰ)所示：优选，所述的分散剂选自十二烷基磺酸钠、十六烷基二甲基氯化铵、十六烷基二甲基溴化铵和OP乳化剂中的一种。在本专利技术中OP乳化剂指的是OP-10。本专利技术的第二个目的是提供了一种智能呼吸响应材料的制备方法，包括以下步骤：将高分子呼吸响应材料和分散剂加入水中得高分子响应材料分散剂体系，把卟吩修饰的纳米响应材料加入上述体系中，搅拌均匀后，得到智能呼吸响应材料。该制备方法简单易行，便于大规模生产。本专利技术的第三个目的是提供了一种智能呼吸响应材料在制备呼吸材料上的应用。例如将本专利技术提出的智能呼吸响应材料覆在口罩的内表面，或直接夹在口罩中间均可实现呼吸调节。与现有的技术相比，本专利技术的具有以下优点：本专利技术提出的智能呼吸响应材料通过高分子响应材料和卟吩修饰的纳米响应材料的相互耦合作用，实现了快速的智能化的湿度调节，且制备方法简单易行，具有很好的开发应用潜力，同时该智能呼吸响应材料可在3-5分钟内，将湿度快速的调节至40％-60％的湿度区间。附图说明：图1是本专利技术实施例2制备得到的智能呼吸响应材料的降湿曲线；图2是本专利技术实施例2制备得到的智能呼吸响应材料的增湿曲线。具体实施方式：以下实施例是对本专利技术的进一步说明，而不是对本专利技术的限制。卟吩修饰的纳米响应材料通过将卟吩和纳米响应材料共同分散在乙醇溶液中回流得到，其中卟吩和纳米响应材料的混合物中，卟吩所占的质量百分比为0.1％-10％，乙醇溶液与卟吩和纳米响应材料的混合物的质量比大于1.5，乙醇溶液质量分数为70％-75％。实施例1：一种智能呼吸响应材料的制备方法，包括以下步骤：将0.5g的聚乙烯和1g的十二烷基磺酸钠加入1g的水中得高分子响应材料分散剂体系，把0.5g的卟吩修饰的纳米氧化钛加入上述体系中，搅拌均匀后，得到智能呼吸响应材料。卟吩和纳米氧化钛的混合物中，卟吩所占的质量百分比为3％，乙醇溶液与卟吩和纳米氧化钛的混合物的质量比为2，乙醇溶液质量分数为70％-75％。实施例2：一种智能呼吸响应材料的制备方法，包括以下步骤：将30g的聚丙烯腈和5g的乳化剂OP-10加入20g的水中得聚丙烯腈乳化体系，把15g的卟吩修饰的纳米氧化钛加入上述体系中，搅拌均匀后，得到智能呼吸响应材料。卟吩和纳米氧化钛的混合物中，卟吩所占的质量百分比为3％，乙醇溶液与卟吩和纳米氧化钛的混合物的质量比为2，乙醇溶液质量分数为70％-75％。对比例1：一种智能呼吸响应材料的制备方法，包括以下步骤：将30g的聚丙烯腈和5g的乳化剂OP-10加入20g的水中搅拌均匀后，得到智能呼吸响应材料。对比例2：一种智能呼吸响应材料的制备方法，包括以下步骤：将30g的聚丙烯腈和5g的乳化剂OP-10加入20g的水中得聚丙烯腈乳化体系，把15g的氮化物加入上述体系中，搅拌均匀后，得到智能呼吸响应材料。对比例3：一种智能呼吸响应材料的制备方法，包括以下步骤：将15g的卟吩修饰的纳米氧化钛和5g的乳化剂OP-10加入20g的水中搅拌均匀后，得到智能呼吸响应材料，卟吩修饰的纳米氧化钛与实施例2相同。将实施例2、对比例1、对比例2和对比例3中得到的智能呼吸响应材料做降湿和增湿实验，由图2和和图1可以看出，实施例2得到的智能呼吸响应材料可以在5分钟时将湿度降低至60％以下，在3分钟时，可将湿度增加至40％以上，对比例1和对比例3得到的智能呼吸响应材料在7分钟时湿度还未降低至60％以下，在5分钟时，湿度增加未到40％，对比例2得到的智能呼吸响应材料在7分钟时湿度降低至60％以下，在5分钟时，湿度增加到40％以上，因此，高分子响应材料和纳米响应材料两种材料的协同作用，使智能呼吸响应材料的调湿效果优于单一使用高分子响应材料或纳米响应材料的调湿效果，同时卟吩修饰的纳米响应材料其增加了纳米响应材料的相应灵敏性，使得到的智能呼吸响应材料其调湿效果优于未使用卟吩修饰的纳米响应材料的调湿效果。实施例3：一种智能呼吸响应材料的制备方法，包括以下步骤：将80g的聚丙烯酸酯和8g的十六烷基二甲基氯化铵加入60g的水中得聚丙烯酸酯十六烷基二甲基氯化铵体系，把35g的卟吩修饰的硫化镁加入上述体系中，搅拌均匀后，得到智能呼吸响应材料。卟吩和纳米硫化镁的混合物中，卟吩所占的质量百分比为3％本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能呼吸响应材料，其特征在于，按总质量分数100％计，包括如下组分，高分子呼吸响应材料0.5％‑95％、纳米响应材料0.1％‑45％、分散剂1％‑20％和水1％‑95％。

【技术特征摘要】
1.一种智能呼吸响应材料，其特征在于，按总质量分数100％计，包括如下组分，高分子呼吸响应材料0.5％-95％、纳米响应材料0.1％-45％、分散剂1％-20％和水1％-95％。2.根据权利要求1所述的智能呼吸响应材料，其特征在于，所述的纳米响应材料为卟吩修饰的纳米响应材料。3.根据权利要求2所述的智能呼吸响应材料，其特征在于，按总质量分数100％计，包括如下组分，高分子呼吸响应材料30％-80％、卟吩修饰的纳米响应材料15％-35％、分散剂5％-8％和水20％-60％。4.根据权利要求1或2所述的智能呼吸响应材料，其特征在于，所述的高分子呼吸响应材料选自聚乙烯、聚丙烯腈、聚丙烯酸酯、聚乙二醇、聚丙烯、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸、淀粉、聚丙烯碳酸酯、壳聚糖、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、羧甲基纤维...

【专利技术属性】
技术研发人员：史继富，
申请(专利权)人：深圳理科生科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44