[發明專利]一種雙溫度開關水凝膠及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 202210021239.1
• 申請日: 2022-01-10
• 公開（公告）號: CN114349982B
• 公開（公告）日: 2023-04-28
• 發明（設計）人: 郝京誠;劉弈含;宋愛新
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: C08J3/075
• 分類號: C08J3/075;C08L5/12;C08K3/16;C08K3/28;B32B17/00;B32B9/00;B32B9/04
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張曉鵬

本發明公開了一種雙溫度開關水凝膠及其制備方法與應用，雙溫度開關水凝膠由以下組分組成：水、離子型表面活性劑、非離子型表面活性劑、無機鹽和瓊脂糖。利用了兩種表面活性劑相反的溶解度特性：離子表面活性劑存在溶解度隨溫度升高驟然增大的特性(Krafft點)，非離子表面活性劑則有相反的溶解度特性(濁點)，使得制備得到的凝膠材料能實現在低溫段和高溫段展現不透明狀態，而中間段溫度展現為透明狀態。

技術領域

本發明屬于熱響應性材料技術領域，具體涉及一種雙溫度開關水凝膠及其制備方法與應用。

背景技術

這里的陳述僅提供與本發明相關的背景技術，而不必然地構成現有技術。

相比于光致變色材料需要紫外光照射、電致變色材料需要外加電壓裝置，熱響應材料透明度的變化僅僅基于環境溫度的變化發生相變后實現，更為便捷安全。所以根據環境溫度進行響應調節自身透明度的熱響應材料在智能窗設計中具有重要地位。目前此類熱響應材料根據自身材料性質可以分為無機材料和熱致聚合物材料，它們的透明度變化多是基于相變和相分離。當發生相變和相分離時，相變材料的折射率改變，而基質的折射率保持不變，這導致光散射的折射率不一致，材料從宏觀上表現出透明度下降，這也使得此類熱響應材料有著優異的光調制能力。

溫度響應型智能窗有兩種模式，一是低溫下保持透明，隨著溫度的升高變得不透明，以便在室外寒冷時保證足夠的太陽輻射，在室外炎熱時使用減少太陽輻射，為室內提供一個舒適的環境；二則是在溫度相對較低的夜晚保持不透明狀態以保護室內隱私和室內熱量，在溫度相對較高的白天保持透明狀態以保證室內光照。發明人發現，目前的溫度響應型智能窗難以同時具備這兩種性能。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明的目的是提供一種雙溫度開關水凝膠及其制備方法與應用。

為了實現上述目的，本發明是通過如下的技術方案來實現：

第一方面，本發明提供一種雙溫度開關水凝膠，由以下組分組成：水、離子型表面活性劑、非離子型表面活性劑、無機鹽和瓊脂糖。

第二方面，本發明提供了所述雙溫度開關水凝膠的制備方法，包括如下步驟：

離子型表面活性劑、非離子型表面活性劑和無機鹽按比例與水混合，得混合溶液；

向混合溶液中加入瓊脂糖，加熱混勻，得溶膠，溶膠冷卻后，得水凝膠材料。

第三方面，本發明提供所述雙溫度開關水凝膠在制備溫度響應型玻璃中的應用。

第四方面，本發明提供一種溫度響應型玻璃，其設置有夾層，夾層的材質為所述雙溫度開關水凝膠。

上述本發明的一種或多種實施例取得的有益效果如下：

本發明構筑了一種從中間溫度向低溫段、高溫段變化，透明度均發生變化的雙向調節體系，制備得到的凝膠材料能實現在低溫段和高溫段展現不透明狀態，而中間段溫度展現為透明狀態。這是利用了兩種表面活性劑相反的溶解度特性：離子表面活性劑存在溶解度隨溫度升高驟然增大的特性(Krafft點)，非離子表面活性劑則有相反的溶解度特性(濁點)。實現雙向調節后，可以作為集成建筑節能和隱私保護功能的智能窗使用。

附圖說明

構成本發明的一部分的說明書附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。

圖1為0-0-1-NaBr-10％(左)，20-440-1-NaBr-10％(右)水凝膠在不同溫度下的外觀變化。

圖2為20-440-1-NaBr-0％溶液在4℃(a)和50℃(b)的顯微鏡圖像。

圖3為20-440-1-NaBr-10％水凝膠的SEM照片。