[發明專利]基于PDA和雙(6-甲酰基苯氧基)-二吡啶銅的熱致可逆變色復合材料的制備

有效

• 申請號: 202011175583.3
• 申請日: 2020-10-28
• 公開（公告）號: CN112280551B
• 公開（公告）日: 2023-06-20
• 發明（設計）人: 常玥;田麗君;曹珊珊;唐忠家;李德麗;查飛
• 申請（專利權）人: 西北師范大學
• 主分類號: C09K9/02
• 分類號: C09K9/02;C08F138/00;C08G83/00
• 代理公司: 蘭州智和專利代理事務所(普通合伙) 62201
• 代理人: 張英荷

本發明提供了一種基于PDA和雙（6?甲酰基苯氧基）?二吡啶銅的熱致可逆變色復合材料的制備方法，是將二乙炔單體和雙（6?甲酰基苯氧基）?二吡啶銅（II）溶解于二甲基亞砜?去離子水混合溶劑中形成溶液；20~80℃下超聲該混合溶液30~80?min，冷卻至室溫后進行低溫自組裝，最后置于波長254?nm的紫外光下照射聚合15~55min，得到具有熱致可逆變色復合材料PDA/雙（6?甲酰基苯氧基）?二吡啶銅。本發明復合材料在室溫~80℃區間，隨著溫度的不斷升高，材料的顏色由室溫的藍色→紫色→紅色→橙黃色；停止加熱冷卻至室溫后，復合材料顏色恢復至紫色。復合材料具有極佳的熱敏性并在室溫~80℃間多次熱致可逆變色，可作為溫度傳感器在眾多領域得到運用。

技術領域

本發明涉及一種熱致可逆變色材料的制備方法，尤其涉及一種基于聚二乙炔（PDA）和雙（6-甲酰基苯氧基）-二吡啶銅（II）的熱致可逆變色復合材料的制備方法，屬于智能傳感領域。

技術背景

熱致變色材料是一種新型的智能材料，在不同的外界刺激下發生色度轉變，其已被廣泛用于溫度傳感器、激光警告、有色服裝、溫度敏感涂料等領域。許多研究表明，熱致變色材料根據環境溫度改變顏色，可用于設計低成本的溫度傳感器。按照元素組成分類，熱致變色材料分為無機熱致變色材料和有機熱致變色材料，在眾多有機熱致變色材料中，對聚二乙炔的研究最為廣泛。

聚二乙炔（PDA）是一種烯炔交聯的共軛聚合物，其是由二炔單體（DA）自組裝后經紫外線誘導的聚合作用形成的有序的超分子結構。PDA吸收可見光并在外部刺激下顯示不可逆的藍到紅的顏色轉變，這種獨特的顏色轉換特性可使它作為比色傳感器，但由于它的色度轉換不可逆，限制了它的可持續使用，所以需要對它進行改性以得到熱致可逆變色的復合材料。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于PDA?和雙（6-甲酰基苯氧基）-二吡啶銅（II）的熱致可逆變色復合材料的制備方法。

一、PDA/雙（6-甲酰基苯氧基）-二吡啶銅（II）復合材料的制備

本發明基于PDA?和雙（6-甲酰基苯氧基）-二吡啶銅（II）的熱致可逆變色復合材料的制備方法，是將二乙炔單體溶于二甲基亞砜-去離子水混合溶劑中；將雙（6-甲酰基苯氧基）-二吡啶銅（II）溶于二甲基亞砜后加入到二乙炔單體溶液中形成混合溶液；然后將混合溶液在20~80℃下超聲30~80?min，冷卻至室溫后進行低溫自組裝8~16?h，得綠色懸浮液；最后將綠色懸浮液置于波長254?nm的紫外光下照射聚合15~55min，得到均勻的藍色熱致可逆變色復合材料PDA/雙（6-甲酰基苯氧基）-二吡啶銅（II）。

所述二乙炔單體（DA）為10,12-二十五碳二炔酸（PCDA）或10,12-二十三碳二炔酸（TCDA）。

所述二乙炔單體與雙（6-甲酰基苯氧基）-二吡啶銅（II）的質量比為1:0.2~1:1.6。

所述二甲亞砜-去離子水混合溶劑中，二甲亞砜與去離子水的體積比為1:5~1:9。

所述混合溶液中，二乙炔單體與雙（6-甲酰基苯氧基）-二吡啶銅（II）的總量為0.5~1.6?mg/mL。

二、PDA/雙（6-甲酰基苯氧基）-二吡啶銅（II）復合材料的熱致可逆變色性能測試

將PDA/?雙（6-甲酰基苯氧基）-二吡啶銅（II）復合材料在室溫~80℃水浴加熱逐漸升溫，并對懸浮液顏色變化進行拍攝。室溫下，PDA/雙（6-甲酰基苯氧基）-二吡啶銅（II）復合材料呈現藍色；隨著溫度的不斷升高，復合材料的顏色逐漸由藍色過渡為紫色，然后變為紅色，最后變為橙黃色；停止加熱冷卻到室溫后，復合材料返回至紫色。因此，PDA/雙（6-甲酰基苯氧基）-二吡啶銅（II）復合材料具有熱致可逆變色的性能，具有溫敏性，顏色能夠實現多次可逆轉變，具備很好的溫度傳感器條件。