System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种热致变色弹性体及其制备方法技术_技高网

一种热致变色弹性体及其制备方法技术

技术编号:40051258 阅读:6 留言:0更新日期:2024-01-16 21:14
本发明专利技术提供一种热致变色弹性体的制备方法,包括以下步骤:S1,将乙酰丙酮钴、苯甲酸和苯甲醇混合均匀后装入容器并放入反应釜中,加热并保温,待冷却至室温后,制得湿凝胶;S2,将湿凝胶浸没在浸泡液中,并间隔一段时间更换浸泡液,所述浸泡液中含有环己烷或叔丁醇;S3,将湿凝胶冷冻成固态,再经冷冻干燥后,制得气凝胶;S4,制备聚二甲基硅氧烷分散液;S5,将气凝胶浸没在聚二甲基硅氧烷分散液中并静置,待气凝胶充分吸附分散液后,取出作固化处理,即得到所述热致变色弹性体。该热致变色弹性体表现出优良的机械性能和热致变色性能,在自适应伪装、温度指示器、泄漏点勘测和海洋工程等方面有着广泛的应用可能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种热致变色弹性体及其制备方法,属于热致变色材料。


技术介绍

1、热致变色材料是一种能够随温度变化而改变颜色的特殊材料。它们在不同温度下呈现出不同的颜色,并具有广泛的应用潜力。这些材料在不同温度下会因晶格结构、配体结构或分子排列等方面的变化从而导致材料颜色的改变。这些材料以可逆热致变色材料为主流,因其可以被多次循环利用,使其在颜色指示、温度测量、传感器及医学成像方面都有着广泛的研究和应用。目前,热致变色材料也面临着一些挑战。对于大规模生产和商业化应用来说,热致变色材料的制备成本是其关键问题,若能赋予常见商用弹性体以良好的机械性能和热致变色性能,便能在实现热致变色功能的同时,解决成本问题。

2、热致变色材料颜色可逆改变的常见方式之一,是在升降温过程中利用材料内部配位水分子的可逆吸附和脱附来达到晶体结构之间的可逆转化,利用不同的晶体结构对不同波长的光吸收度的差异,达到材料宏观颜色可逆变化的目的。而有研究表明co2+的配体结构在水分子的吸附和脱附过程中可以实现在配位八面体和配位四面体之间的可逆转化,并且对不同波长的光存在吸收度的差异。但如何将这种热致变色现象与普通弹性体结合起来一直是一个挑战。

3、聚二甲基硅氧烷(pdms)作为一种常用的弹性体,其以出色的柔韧性、与生物系统的兼容性和光学透明性而闻名,在生物医学工程和柔性电子等不同领域有着广泛的应用。pdms作为商用材料已具有诸多优点,但若将其用在热致变色材料领域却仍存在问题,即如何提高其机械性能和赋予其热致变色功能。已有部分先前研究尝试提升pdms的机械性能,其改进方法包括加入增强填料、通过等离子处理或化学功能化等技术对表面进行改性,以及采用软光刻等先进的加工方法。尽管它们对机械性能都有着改善效果,但所述方法仍存在填料难以均匀分散、专业设备需求度高等问题,限制了其大规模生产。

4、因此,如何用一种简便有效的方式赋予常见商用弹性体以良好的机械性能和热致变色性能从而实现大规模量产,一直以来是人们所关心的问题。


技术实现思路

1、本专利技术提供了一种热致变色弹性体及其制备方法,可以有效解决上述问题本专利技术是这样实现的:

2、一种热致变色弹性体的制备方法,包括以下步骤:

3、s1,将乙酰丙酮钴、苯甲酸和苯甲醇混合均匀后装入容器并放入反应釜中,加热并保温,待冷却至室温后,制得湿凝胶;

4、s2,将湿凝胶浸没在浸泡液中,并间隔一段时间更换浸泡液,所述浸泡液中含有环己烷或叔丁醇;

5、s3,将湿凝胶冷冻成固态,再经冷冻干燥后,制得气凝胶;

6、s4,制备聚二甲基硅氧烷分散液;

7、s5,将气凝胶浸没在聚二甲基硅氧烷分散液中并静置,待气凝胶充分吸附分散液后,取出作固化处理,即得到所述热致变色弹性体。

8、作为进一步改进的,步骤s1中,所述乙酰丙酮钴的摩尔浓度为12-160mm;所述乙酰丙酮钴、苯甲酸的摩尔比为(0.01~0.3):(0.05~1)。

9、作为进一步改进的,步骤s1中,所述加热并保温为以2~10℃/min的升温速率加热到100~300℃,保温5~24h。

10、作为进一步改进的,步骤s2中,所述浸泡的时间为5~30天,每隔0.5~5天更换一次浸泡液。

11、作为进一步改进的,步骤s3中,所述冷冻干燥的参数为:冷冻温度-20~-100℃,气压设置为30~100pa,时间为12~96h。

12、作为进一步改进的,步骤s4中,所述制备聚二甲基硅氧烷分散液的步骤为:将聚二甲基硅氧烷和固化剂混合并搅拌均匀,再加入正己烷,继续搅拌,获得聚二甲基硅氧烷分散液。

13、作为进一步改进的,所述聚二甲基硅氧烷和固化剂的质量比为8~12:1。

14、作为进一步改进的,步骤s5中,所述静置时间为6~48h;所述固化处理的温度为30~100℃,时间为2~12h。

15、作为进一步改进的,步骤s5中,所述乙酰丙酮钴和聚二甲基硅氧烷的比例为1.2~16mmol:5~8g。

16、一种上述的方法制备的热致变色弹性体。

17、本专利技术的有益效果是:

18、本专利技术采用新颖而简单的方法成功合成了钴基无机-有机纳米带(cobalt-basedinorganic-organic nanobelt,co-ion)/pdms弹性复合体,使得复合体的机械性能大大提高,最大压缩应力、最大拉伸应变和最大拉伸应力分别是纯pdms的1.44倍、1.65倍和1.47倍。机械性能提高的同时也增加了材料的可加工性,该方法能够制备一维、二维、三维形状的复合体,并可以实现规模化生产。

19、本专利技术制备的co-ion/pdms弹性复合体成功保留了源自于co-ion气凝胶的热致变色特性并且其热致变色特性要优于co-ion气凝胶。co-ion/pdms复合体在25℃-120℃之间可以实现可逆的热致变色特性,通过调控气凝胶中co2+的含量可以使得制备的复合体在350-800nm的波长范围表现出不同的吸收强度,获得不同深浅的颜色,且颜色变化也较co-ion气凝胶更为显著。本专利技术成功用一种简便有效的方式赋予常见商用弹性体pdms以良好的机械性能和热致变色性能,从而实现大规模量产,为应用在自适应伪装、温度指示器和海洋工程等复杂场景提供了可能。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种热致变色弹性体的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的热致变色弹性体的制备方法,其特征在于,步骤S1中,所述乙酰丙酮钴的摩尔浓度为12-160mM;所述乙酰丙酮钴、苯甲酸的摩尔比为(0.01~0.3):(0.05~1)。

3.根据权利要求1所述的热致变色弹性体的制备方法,其特征在于,步骤S1中,所述加热并保温为以2~10℃/min的升温速率加热到100~300℃,并保温5~24h。

4.根据权利要求1所述的热致变色弹性体的制备方法,其特征在于,步骤S2中,所述浸泡的时间为5~30天,每隔0.5~5天更换一次浸泡液。

5.根据权利要求1所述的热致变色弹性体的制备方法,其特征在于,步骤S3中,所述冷冻干燥的参数为:冷冻温度-20~-100℃,气压设置为30~100Pa,时间为12~96h。

6.根据权利要求1所述的热致变色弹性体的制备方法,其特征在于,步骤S4中,所述制备聚二甲基硅氧烷分散液的步骤为:将聚二甲基硅氧烷基胶和固化剂混合并搅拌均匀,再加入正己烷,继续搅拌,获得聚二甲基硅氧烷分散液。

7.根据权利要求6所述的热致变色弹性体的制备方法,其特征在于,所述聚二甲基硅氧烷基胶和固化剂的质量比为8~12:1。

8.根据权利要求1所述的热致变色弹性体的制备方法,其特征在于,步骤S5中,所述静置时间为6~48h;所述固化处理的温度为30~100℃,时间为2~12h。

9.根据权利要求1所述的热致变色弹性体的制备方法,其特征在于,步骤S5中,所述乙酰丙酮钴和聚二甲基硅氧烷的比例为1.2~16mmol:5~8g。

10.一种权利要求1至9任一项所述的方法制备的热致变色弹性体。

...

【技术特征摘要】

1.一种热致变色弹性体的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的热致变色弹性体的制备方法,其特征在于,步骤s1中,所述乙酰丙酮钴的摩尔浓度为12-160mm;所述乙酰丙酮钴、苯甲酸的摩尔比为(0.01~0.3):(0.05~1)。

3.根据权利要求1所述的热致变色弹性体的制备方法,其特征在于,步骤s1中,所述加热并保温为以2~10℃/min的升温速率加热到100~300℃,并保温5~24h。

4.根据权利要求1所述的热致变色弹性体的制备方法,其特征在于,步骤s2中,所述浸泡的时间为5~30天,每隔0.5~5天更换一次浸泡液。

5.根据权利要求1所述的热致变色弹性体的制备方法,其特征在于,步骤s3中,所述冷冻干燥的参数为:冷冻温度-20~-100℃,气压设置为30~100pa,时间为12...

【专利技术属性】
技术研发人员:程威张菏潍宋加贝
申请(专利权)人:厦门大学深圳研究院
类型:发明
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1