[發明專利]一種具溫度記憶功能的可視高分子溫度計及其制備方法

有效

• 申請號: 202210053202.7
• 申請日: 2022-01-18
• 公開（公告）號: CN114249858B
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發明（設計）人: 張洪吉;宋雨方;秦旭東;馬丕明;周世嘉;王金剛;孫雙霜;王曉蓉
• 申請（專利權）人: 江南大學;江蘇德納化學股份有限公司
• 主分類號: C08F220/54
• 分類號: C08F220/54;C08F220/36;C08F222/38;C08F220/14;C08F220/60;C08F222/20;C08F220/06;G01K11/00
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 彭素琴

本發明公開了一種具溫度記憶功能的可視高分子溫度計及其制備方法，屬于高分子溫度傳感器領域。本發明方法包括：(1)將親水性單體、疏水性單體、LCST型溫敏性單體或LCST型溫敏性高分子鏈及三重或多重氫鍵單元的衍生物在引發劑的存在下，通過聚合以制備含有三重及多重氫鍵單元的LCST型溫敏性高分子材料；(2)上述材料的水溶液/分散液或進一步交聯制備的水凝膠具有可編程的記憶溫度及記憶時間可調的高分子溫度計使用。通過調節親疏水單體的比例以調節高分子材料的低臨界溶解溫度，即測量溫度，通過調節LCST型溫敏性單體或LCST型溫敏性高分子鏈或三重或多重氫鍵單元的衍生物的比例以調節溫度響應及記憶時間，該高分子溫度計可快速擦除熱歷史，反復使用。

技術領域

本發明涉及一種具溫度記憶功能的可視高分子溫度計及其制備方法，屬于高分子溫度傳感器領域。

背景技術

溫度在一系列生活及科學問題中都起著重要的作用，比如食物的腐敗過程伴隨著熱量的釋放導致溫度升高，人體發燒導致體溫升高超過正常體溫，水吸收能量導致溫度升高等等，這些過程的發生都伴隨著溫度的變化。

傳統的水銀或紅液溫度計通過熱脹冷縮的原理可以測量物體溫度的變化，但當水銀溫度計從被測量物體中移走時，其溫度讀數迅速恢復至室溫，且這個過程并未被溫度計自身記憶下來。相關工作者發現，當外界溫度發生變化時，高分子聚合物由于其固有的相變屬性相應的發生改變(如玻璃化轉變，熔融，液晶及溶解度的變化)，因此被廣泛應用于高分子溫度傳感器的開發中。目前所開發的高分子溫度計多是包含溫敏性單體的均聚或共聚物，因溫敏性單體其獨特的溫度刺激響應性，可以用于設計及制造高分子溫度計，但當外界溫度恢復至初始狀態時，高分子材料的相變亦恢復至初始狀態，例如使用N-異丙基丙烯酰胺設計的高分子溫度計，當外界溫度升高時伴隨著相變的發生，分子鏈卷曲收縮，聚合物水溶液由透明狀變為白色渾濁的狀態，因而得以在視覺上觀察到溫度的變化；然而當溫度刺激消失后，迅速恢復至透明狀態，在此期間溫度的變化并未被記錄下來。目前，此類高分子溫度計雖然可以從視覺上的感受溫度變化，但其缺少記憶溫度變化的功能。

發明內容

針對現有技術存在的上述問題，本發明申請人提供了一種具溫度記憶功能的可視高分子溫度計及其制備方法。

本發明通過將親水性單體，疏水性單體，LCST(Lower Critical SolutionTemperature-低臨界溶解溫度)型溫敏性單體(其均聚物或共聚物具有低臨界溶解溫度，即LCST現象)或溫敏性高分子鏈，功能單體及三重或多重氫鍵單元的衍生物在引發劑或催化劑的存在下，通過本體聚合/溶液聚合/懸浮聚合/乳液聚合的方法進行縮聚或連鎖聚合以制備含有多重氫鍵單元的溫敏性高分子材料，將制備高分子材料溶解/分散在水或水/有機溶劑的共溶劑中，基于LCST現象制備出具有記憶溫度及記憶時間可調的高分子溶液，或通過物理或/與化學交聯的方法制備出具有記憶溫度及記憶時間可調的高分子水凝膠，兩者皆可作為高分子溫度計使用。