[發(fā)明專利]一種溫敏纖維素智能窗有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202110334454.2 | 申請日： | 2021-03-29 |
| 公開（公告）號： | CN113024893B | 公開（公告）日： | 2022-02-11 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 張良苗;夏輝;杜逸;段玉娟;高彥峰 | 申請（專利權(quán)）人： | 上海大學(xué) |
| 主分類號： | C08L1/28 | 分類號： | C08L1/28;C08L33/02;C08J3/03;E06B9/24 |
| 代理公司： | 北京東方盛凡知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11562 | 代理人： | 張雪 |
| 地址： | 200444*** | 國省代碼： | 上海;31 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 纖維素 智能 | ||
本發(fā)明公開一種溫敏纖維素智能窗，其制備具體過程如下：取一定質(zhì)量的溫敏纖維素溶于去離子水中，緩慢攪拌至完全溶解，溶液呈透明態(tài)；將聚丙烯酸和/或聚丙烯酸鹽加入上述纖維素溶液中，制備溫敏纖維素/聚丙烯酸和/或聚丙烯酸鹽混合溶膠，接著向混合溶膠中加入酸或堿調(diào)節(jié)溶液的pH值以調(diào)控最低臨界溫度至室溫附近，最后將混合溶膠注入兩片玻璃或柔性高分子薄膜中間，密封制得三明治結(jié)構(gòu)的溫敏纖維素智能窗。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及熱致變色智能窗領(lǐng)域，特別是涉及一種溫敏纖維素智能窗。
背景技術(shù)
纖維素是一種天然高分子，屬于可再生資源，無毒且具有生物降解性。近些年來由于各國對環(huán)境友好、無毒害和可再生材料的需求，纖維素已經(jīng)在各個(gè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，如醫(yī)藥領(lǐng)域、光熱器件和食品加工。溫敏纖維素是具有兩親性基團(tuán)的水溶性纖維素醚，主要經(jīng)天然纖維素化學(xué)改性而來，其主要代表為羥丙基纖維素和羥丙基甲基纖維素。當(dāng)環(huán)境溫度低于最低臨界溫度時(shí)，溫敏纖維素的親水基團(tuán)會與水分子形成大量氫鍵，分子鏈?zhǔn)嬲梗芤罕憩F(xiàn)為透明態(tài)；當(dāng)環(huán)境溫度大于最低臨界溫度時(shí)，纖維素分子鏈?zhǔn)杷鶊F(tuán)的疏水作用增強(qiáng)并且能打破與水分子間的氫鍵，進(jìn)而引發(fā)分子鏈蜷曲、塌縮成小球，并出現(xiàn)高分子相和水相的分離，此時(shí)溶液呈現(xiàn)不透明態(tài)。溫敏纖維素在相變前后可以對太陽光的透過率進(jìn)行調(diào)控，這種熱致變色性質(zhì)使其可應(yīng)用于熱致變色智能窗。但是由于熱致變色智能窗最理想的相變溫度為室溫附近，而溫敏纖維素的相變溫度高于室溫，如羥丙基纖維素的相變溫度為42℃，羥丙基甲基纖維素的相變溫度為60℃，因此要想使其應(yīng)用于熱致變色智能窗，調(diào)節(jié)相變溫度尤為關(guān)鍵。
文獻(xiàn)(RSCAv.,2016,6,61449；Nanomaterials 2019,9,970)曾報(bào)道，通過金屬離子鹽效應(yīng)或化學(xué)接枝改性的方法，可大幅度降低溫敏纖維素的最低臨界溫度。然而，伴隨著溫度的降低，鹽析問題無法回避；化學(xué)改性雖然可獲得穩(wěn)定的溫敏纖維素，但是其調(diào)控手段復(fù)雜且充滿不確定性。因此，采用一種溫和的調(diào)控手段來有效降低溫敏纖維素的最低臨界溫度至室溫附近，同時(shí)不影響材料的穩(wěn)定性并且拓展其智能窗應(yīng)用具有重要意義。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種溫敏纖維素智能窗。基本原理是向溫敏纖維素溶液中加入聚丙烯酸或聚丙烯酸鹽，通過鹽酸或氫氧化鈉溶液來調(diào)節(jié)體系的pH值，抑制聚丙烯酸或聚丙烯酸鹽的羧基脫質(zhì)子化，形成含有大量分子間氫鍵聚合物。這種聚合物具有可調(diào)的最低臨界溫度，而且該方法只需將溫敏纖維素和聚丙烯酸或聚丙烯酸鹽簡單共混，無需復(fù)雜的交聯(lián)聚合反應(yīng)。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種溫敏纖維素智能窗的制備方法，包括以下步驟：
將溫敏纖維素溶液與聚丙烯酸和/或聚丙烯酸鹽混合并調(diào)節(jié)pH至0.1-10，以調(diào)控最低臨界溫度值在0-50℃之間，得到混合溶膠，將混合溶膠注入兩片玻璃或柔性高分子薄膜中間，密封，即得溫敏纖維素智能窗。
優(yōu)選的，所述溫敏纖維素包括羥丙基纖維素、甲基纖維素和羥丙基甲基纖維素中的一種或多種。
優(yōu)選的，所述溫敏纖維素溶液由溫敏纖維素加入去離子水中，緩慢攪拌至溫敏纖維素完全溶解配制而成，溶液呈透明態(tài)。
優(yōu)選的，所述溫敏纖維素分子量為80-120K。
更優(yōu)選的，所述溫敏纖維素分子量為80K，86K，90K，100K和120K。
優(yōu)選的，所述溫敏纖維素質(zhì)量濃度為0.1-5％。
更優(yōu)選的，所述溫敏纖維素質(zhì)量濃度為0.5％。
優(yōu)選的，所述聚丙烯酸鹽包括聚丙烯酸鉀和聚丙烯酸鈉中的一種或兩種。
優(yōu)選的，所述聚丙烯酸或聚丙烯酸鹽分子量為1-100K。
更優(yōu)選的，所述聚丙烯酸或聚丙烯酸鹽分子量為3000。
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