有机可逆热致变色材料的制备研究

来源 :沈阳理工大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:hahabiaoren
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有机可逆热致变色材料是一种具有颜色变换功能并且可以循环多次使用的功能材料。近年来所研究的有机可逆热致变色材料体系中常常伴有低毒性的双酚A,并且有机可逆热致变色材料受外界环境温度影响很大,在很大程度上会限制其使用的环境和寿命。本文通过利用不同种类显色剂来替换双酚A,以及采用微胶囊化技术对变色材料进行包裹,通过对变色材料的变色性能、包裹率、老化试验、粒径分析、扫描电子显微镜分析(SEM)、差示扫描量热分析(DSC)、红外光谱分析(FTIR)等研究表征,确定了无毒性的最佳有机可逆热致变色材料体系和变色材料微胶囊制备的最佳工艺。本文选用结晶紫内酯作为发色剂,1-十四醇作为溶剂,分别以4-十二烷基酚、异烟酸、1,3-二甲基巴比妥酸、8-羟基喹啉4种无毒物质作为显色剂,制备一系列配比的变色材料复配物,通过对变色材料复配物的变色效果和可逆性研究,筛选出了最佳显色剂为4-十二烷基酚;结晶紫内酯/4-十二烷基酚/1-十四醇体系变色复配物的最佳质量配比为1:4:50,制备出的变色复配物具有良好的耐老化性能、耐疲劳循环性能和变色性能,变色温度在31.6℃~37.1℃之间,在室温下为鲜艳的蓝色,变色后为无色透明,变色可逆性好。采用无水甲醇对三聚氰胺树脂进行改性的同时对制备工艺也进行了优化,并且采用乙酰丙酮分光光度法对树脂中游离甲醛的含量进行了测定。其中采用干-湿法工艺制备出的甲醚化三聚氰胺树脂,在粘度、游离甲醛的百分含量上都低于单独采用湿法工艺制备的甲醚化三聚氰胺树脂。筛选出三聚氰胺/甲醛/无水甲醇的最佳摩尔比为1:7:15,此数脂中游离甲醛的百分含量在0.3%以下,符合标准规定的制备工艺。采用原位聚合法,以最佳质量配比的变色复配物作为囊芯,甲醚化三聚氰胺树脂作为囊壁,制备出了有机可逆热致变色材料微胶囊。通过正交试验优化后的变色材料微胶囊的制备工艺方案为:乳化剂的添加量为3 wt%(囊芯变色复配物的百分含量)、乳化时的搅拌速度为2000 rpm、囊芯与囊壁的质量比0.45、微胶囊的固化pH=5。在最佳制备工艺条件下的变色材料微胶囊包覆效果非常好且形状大小均匀,粒径大小在2.45μm~2.78μm之间,并且具有优良的变色性能和使用寿命。
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