温度响应的智能变色传感材料的制备

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离子液体已成为一类新型化合物,其与聚合物在复合材料中的结合允许开发智能多功能材料,能满足许多应用的特定要求。其中热致变色材料是一类具有温度记忆功能的智能变色传感材料,温度感知与响应在各个领域智能变革中具有非常重要的作用,但目前已报道的热致变色材料的种类很少,且存在热致变色温度太高(﹥100 摄氏度)、材料利用率低、耗能高、使用寿命短、含铅、汞等有毒物质的问题,因此开发新的热致变色材料对丰富热致变色材料的种类,扩大热致变色材料的使用范围,提升热致变色材料的实用性至关重要。 本项目采用金属离子液体这类特殊的熔盐,利用其独特性质与聚合物在不同的实验调整下的复合开发出新智能材料代替传统和对环境有害的分子溶剂,解决了材料利用率低、热致变色温度太高等的问题。氟化聚合物聚(偏二氟乙烯)PVDF及其共聚物具有半结晶性和高电活性响应以及生物相容性,它们被广泛用于此类复合材料。本项目采用聚(偏二氟乙烯-六氟丙烯)PVDF-HFP共聚物与化学交联网络聚(甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯)(PMMA-BA),一种与离子液体具有良好相容性的化学交联弹性体网络,制备出双网络离子凝胶复合物。双网络结构可以提高该智能复合材料的机械性能;另一方面可以通过阳离子和阴离子的结构设计来调节离子液体物理和化学性质,使它在温度变化下具有热致变色的行为。通过离子液体[BMIm]2[NiCl4]与聚合物复合得到的智能材料能够展现出热致变色能力以及其他功能的复合性能,实现材料稳定性和可靠性的提高,延长材料的使用寿命,对于变色材料的推广应用及响应节能减排等具有重要意义。