【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及生物纤维材料和刺激响应材料，主要涉及一种具备光调控性能的海藻酸钠强力纤维材料及其制备方法。
技术介绍
1、刺激-响应性质对于智能材料来说至关重要，该种性质能够使得材料以可控的方式发生物理及化学性质的改变。力、温度、光、电场、磁场、湿度和化学物质等都可以作为有效的外力刺激来源。在众多的外力刺激中，光具有独特的优势，主要体现在时空可控性、无废弃物和物理损伤小等方面。
2、实现材料性能的光致调控需要借助于光敏分子的应用，将光敏分子植入到材料中，在光照条件下，光敏分子发生结构、电荷和极性等性质变化，能够驱动材料的性能发生改变。通过该种方式，信息记忆材料、恒温相变材料、储能材料、自愈合材料和智能粘合剂等多种具备光调控性能的材料得到快速发展。螺吡喃是有机功能材料和生物材料中常用的光敏分子之一，相比较于其它光敏分子，螺吡喃在光照条件下同时发生构象变化和电荷变化，能够从结构和电荷性质两方面驱动材料发生物理化学性质的改变。螺吡喃的光致异构化是可逆变化，非平面螺环结构可以在紫外光照射下快速转变为平面共轭结构，同时，分子会由无电荷状态转变为兼性离子状态，而可见光则可以驱动开环螺吡喃分子恢复到螺环结构。
3、具备光控性能的强力纤维材料的制备是材料学中的难点之一。材料学设计中，在获取高强度机械力学性能的同时往往意味着失去对力学性能的快速高效调控。如能将螺吡喃类分子应用于材料的设计合成中，在提高材料机械力学性能的前提下同时实现对力学性能的快速高效调控，则能有效解决上述难题。海藻酸钠是自然界中大量存在的多糖类分子之一，糖
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种具备光调控性能的海藻酸钠强力纤维材料及其制备方法。
2、本专利技术的技术方案如下：
3、本专利技术提供一种具备光调控性能的海藻酸钠强力纤维材料，其制备原料包括海藻酸钠和双链型螺吡喃表面活性剂。
4、在本专利技术中，所述海藻酸钠为分子式为(c6h7o6na)n的多糖聚合物的混合物。
5、在本专利技术中，所述双链型螺吡喃表面活性剂为n-2,5-二氧杂庚基-n,n-二甲基-8-(1'-(3',3'-二甲基-6-硝基螺吡喃基))辛基溴化铵和n-3,6,9,12-四氧杂十三烷基-n,n-二甲基-8-(1'-(3',3'-二甲基-6-硝基螺吡喃基))辛基溴化铵中的任一种。
6、在本专利技术中，所述具备光调控性能的海藻酸钠强力纤维材料的制备方法，包括：
7、在室温条件下，将海藻酸钠的水溶液与双链型螺吡喃表面活性剂的水溶液混合，将所得混合液以s形移动方式注射入氯化钙的水溶液中生成纤维材料，将生成的纤维材料放入纯水中浸泡1分钟后取出，将纯水中取出的湿纤维材料进行应变为110％的拉伸，最后将拉伸后的湿纤维材料在室温且相对湿度为50％以下的条件下进行干燥，制得具备光调控性能的海藻酸钠强力纤维材料。
8、在本专利技术中，所述具备光调控性能的海藻酸钠强力纤维材料的制备方法中，所述海藻酸钠的水溶液以海藻酸钠重复单糖单元为c6h7o6na计，所述海藻酸钠的水溶液的浓度为20～30mmol/l，所述双链型螺吡喃表面活性剂的水溶液的浓度为10～15mmol/l，所述氯化钙的水溶液中氯化钙的质量浓度为0.5％。
9、在本专利技术中，所述具备光调控性能的海藻酸钠强力纤维材料的制备方法中，所述所得混合液中，所述海藻酸钠以海藻酸钠重复单糖单元为c6h7o6na计，所述海藻酸钠与双链型螺吡喃表面活性剂的摩尔比30:1。
10、在本专利技术中，所述具备光调控性能的海藻酸钠强力纤维材料的制备方法中，所述将所得混合液以s形移动方式注射入氯化钙的水溶液中的速率为0.1～0.5ml/s，所述将拉伸后的湿纤维材料在室温且相对湿度为50％以下的条件下进行干燥的时间为30分钟。
11、在本专利技术中，制备得到具备光调控性能的海藻酸钠强力纤维材料后，还包括所述具备光调控性能的海藻酸钠强力纤维材料在室温条件下通过可见光和紫外光照射调控力学性能的过程。
12、在本专利技术中，所述具备光调控性能的海藻酸钠强力纤维材料在室温条件下通过可见光和紫外光照射调控力学性能的过程包括：可见光照射，调控所述具备光调控性能的海藻酸钠强力纤维材料的强度和韧性减弱到初始值的30％以下；紫外光照射，调控所述具备光调控性能的海藻酸钠强力纤维材料的强度和韧性得到恢复。
13、在本专利技术中，所述具备光调控性能的海藻酸钠强力纤维材料在室温条件下通过可见光和紫外光照射调控力学性能的过程中：所述可见光照射的条件为波长520nm，强度90mw/cm2，时间3分钟；所述紫外光照射的条件为波长365nm，强度30mw/cm2，时间3分钟。
14、本专利技术提供了一种具备光调控性能的海藻酸钠强力纤维材料及其制备方法，所述具备光调控性能的海藻酸钠强力纤维材料及其制备方法具有如下特点：
15、1、本专利技术所得具备光调控性能的海藻酸钠强力纤维材料，是以双链型螺吡喃表面活性剂和钙离子为交联点的海藻酸钠纤维材料。
16、2、本专利技术所得具备光调控性能的海藻酸钠强力纤维材料，同时具备高强度和高韧性，所述具备光调控性能的海藻酸钠强力纤维材料的平均拉伸强度和韧性可达1.3gpa和175.4mj/m3，该两种机械力学性能与蜘蛛牵引丝的强度和韧性相当。
17、3、本专利技术所得具备光调控性能的海藻酸钠强力纤维材料，能够通过光照刺激快速地改变力学强度和韧性。
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1.具备光调控性能的海藻酸钠强力纤维材料，其特征在于，其制备原料包括海藻酸钠和双链型螺吡喃表面活性剂，所述海藻酸钠为分子式为(C6H7O6Na)n的多糖聚合物的混合物，所述双链型螺吡喃表面活性剂为N-2,5-二氧杂庚基-N,N-二甲基-8-(1'-(3',3'-二甲基-6-硝基螺吡喃基))辛基溴化铵和N-3,6,9,12-四氧杂十三烷基-N,N-二甲基-8-(1'-(3',3'-二甲基-6-硝基螺吡喃基))辛基溴化铵中的任一种。
2.根据权利要求1所述具备光调控性能的海藻酸钠强力纤维材料的制备方法，其特征在于，包括：在室温条件下，将海藻酸钠的水溶液与双链型螺吡喃表面活性剂的水溶液混合，将所得混合液以S形移动方式注射入氯化钙的水溶液中生成纤维材料，将生成的纤维材料放入纯水中浸泡1分钟后取出，将纯水中取出的湿纤维材料进行应变为110％的拉伸，最后将拉伸后的湿纤维材料在室温且相对湿度为50％以下的条件下进行干燥，制得具备光调控性能的海藻酸钠强力纤维材料。
3.根据权利要求2中所述具备光调控性能的海藻酸钠强力纤维材料的制备方法，其特征在于，所述海藻酸钠的水溶液以海
4.根据权利要求2中所述具备光调控性能的海藻酸钠强力纤维材料的制备方法，其特征在于，所述所得混合液中，所述海藻酸钠以海藻酸钠重复单糖单元为C6H7O6Na计，所述海藻酸钠与双链型螺吡喃表面活性剂的摩尔比30:1。
5.根据权利要求2中所述具备光调控性能的海藻酸钠强力纤维材料的制备方法，其特征在于，所述将所得混合液以S形移动方式注射入氯化钙的水溶液中的速率为0.1～0.5mL/s，所述将拉伸后的湿纤维材料在室温且相对湿度为50％以下的条件下进行干燥的时间为30分钟。
...【技术特征摘要】
1.具备光调控性能的海藻酸钠强力纤维材料，其特征在于，其制备原料包括海藻酸钠和双链型螺吡喃表面活性剂，所述海藻酸钠为分子式为(c6h7o6na)n的多糖聚合物的混合物，所述双链型螺吡喃表面活性剂为n-2,5-二氧杂庚基-n,n-二甲基-8-(1'-(3',3'-二甲基-6-硝基螺吡喃基))辛基溴化铵和n-3,6,9,12-四氧杂十三烷基-n,n-二甲基-8-(1'-(3',3'-二甲基-6-硝基螺吡喃基))辛基溴化铵中的任一种。
2.根据权利要求1所述具备光调控性能的海藻酸钠强力纤维材料的制备方法，其特征在于，包括：在室温条件下，将海藻酸钠的水溶液与双链型螺吡喃表面活性剂的水溶液混合，将所得混合液以s形移动方式注射入氯化钙的水溶液中生成纤维材料，将生成的纤维材料放入纯水中浸泡1分钟后取出，将纯水中取出的湿纤维材料进行应变为110％的拉伸，最后将拉伸后的湿纤维材料在室温且相对湿度为50％以下的条件下进行干燥，制得具备光调控性能...
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