[發(fā)明專利]一種具有可逆電致變色透明水凝膠的制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810722459.0
• 申請(qǐng)日: 2018-07-04
• 公開（公告）號(hào): CN108794686A
• 公開（公告）日: 2018-11-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高光輝;李坤明;任秀艷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長春工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C08F220/56
• 分類號(hào): C08F220/56;C08F220/18;C08F2/44;C08K5/098;C09K9/02
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本發(fā)明提供了一種具有可逆電致變色透明水凝膠的制備方法。該水凝膠是以去離子水為溶劑，丙烯酰胺為主單體，甲基丙烯酸十六酯為疏水性單體，十二烷基硫酸鈉為表面活化劑，氯化鋰為電解質(zhì)，酒石酸鉀為有機(jī)鹽，通過自由基聚合反應(yīng)制得了具有可逆電致變色透明性質(zhì)的水凝膠。這種水凝膠在導(dǎo)電情況下由不透明變?yōu)橥该鳎腹饴蔬_(dá)到90%以上。此水凝膠在停止通電后，在室溫下可恢復(fù)原始不透明狀態(tài)，再繼續(xù)通電，水凝膠可再次變?yōu)橥该?。因此本發(fā)明成功制得了一種可逆電致變色透明的水凝膠。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高分子水凝膠技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有可逆電致變色透明水凝膠的制備方法。

背景技術(shù)

水凝膠是以水為分散介質(zhì)，具有三維立體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的高分子材料。水凝膠是由親水性單體和疏水性單體共同交聯(lián)形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，兩者之間的相互作用使得水凝膠可以將水分子控制在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，同時(shí)疏水基團(tuán)可以在水分子作用下排列，最終形成聚合物。因水凝膠中包含大量水，所以性質(zhì)柔軟，具有一定的形變能力和負(fù)載能力。

變色現(xiàn)象普遍存在于自然界中，如變色龍，它的體色會(huì)隨著周圍環(huán)境的變化而改變。人們感興趣的是一類具有可逆變色性質(zhì)的材料，即可利用一定的外界條件將它們的顏色進(jìn)行改變并且在另一種條件下將其還原。目前發(fā)現(xiàn)的變色現(xiàn)象主要有4類:電致變色、光致變色、熱致變色和壓致變色，其中又以電致變色研究得最為深入。電致變色是指材料在電場作用下產(chǎn)生穩(wěn)定可逆變化的現(xiàn)象，在外觀性能上則表現(xiàn)為顏色及透明度的可逆變化。具有電致變色性能的材料稱為電致變色材料。這種材料分為有機(jī)與無機(jī)兩大類，無機(jī)電致變色材料的典型代表是三氧化鎢，目前，以WO₃為功能材料的電致變色器件已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化。而有機(jī)電致變色材料主要有聚噻吩類及其衍生物、紫羅精類、四硫富瓦烯、金屬酞菁類化合物等。其中，以紫羅精類為功能材料的電致變色材料已經(jīng)得到實(shí)際應(yīng)用（徐娜, 沈曉冬, 崔升. 電致變色材料的研究進(jìn)展及發(fā)展前景[J]. 稀有金屬, 2010, 34(4):000610-617.）。Kazuhide Ueno等人通過改變凝膠材料中光子晶體的周期性和平均介電常數(shù)來控制PBG中的能級(jí)，實(shí)現(xiàn)了不同顏色顯示，而且通過控制導(dǎo)電方向，達(dá)到了兩種顏色相互轉(zhuǎn)變的目的（Ueno K, Matsubara K, Watanabe M, et al. An Electro‐ and ThermochromicHydrogel as a Full‐Color Indicator[J]. Advanced Materials, 2010, 19(19):2807-2812.）。由于這類材料的性質(zhì)在光度調(diào)節(jié)上有著極其特殊的意義，在電致變色靈巧窗、電致變色顯示器、無眩反射鏡以及儲(chǔ)存器件方面應(yīng)用前景十分廣泛，在汽車、航空、航天等領(lǐng)域中備受關(guān)注，而且由于人工智能生物仿生材料的快速發(fā)展，電致變色材料的優(yōu)勢也越來越突出。

目前，電致變色材料正在快速發(fā)展，但在電致變色材料的性能上仍達(dá)不到理想的程度，且此種材料的造價(jià)也比較高，在很大程度上限制了電致變色材料應(yīng)用范圍和研究進(jìn)展，最重要的是電致變色性質(zhì)在水凝膠的領(lǐng)域中的報(bào)道很少而且制作過程大多較為繁瑣，在各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域中受到很大的限制，所以我們通過自由基聚合的方法把電致變色的性質(zhì)引入水凝膠中，從而得到了具有可逆電致變色透明特性的水凝膠，開闊了水凝膠在電化學(xué)工業(yè)相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用前景，同時(shí)為電致變色材料的發(fā)展提供了新的思路。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種具有可逆電致變色透明水凝膠的制備方法。

本發(fā)明的發(fā)明點(diǎn)在于：在水凝膠中引入有機(jī)鹽，達(dá)到可逆電致變色透明的目的。

本發(fā)明提供的一種具有可逆電致變色透明水凝膠的制備方法，其步驟如下：

（1）配制混合溶液