智能热敏聚合物材料的制备及应用研究

摘要

智能热敏聚合物是一种能够对外界温度的变化发生预响应的高分子材料。热敏调光型聚合物材料及热敏变色型聚合物材料是两种基本类型，这两种材料因其具有制备成本低、施工方便、节能环保等优点，无疑是研究环保材料的有益尝试。
　　 本论文对于智能调光型聚合物材料通过测定不同溶液的转变温度以及变色温度，从中选取各项性能指标较好的配方作为下一步的研究对象，并考察该最佳配方材料的实用性能，如耐光性、耐热性、耐冻融性、耐循环使用性能等。最后将该材料制成热敏调光玻璃，通过自制模拟装置，考察热敏调光玻璃材料的实际遮光降温效果，并对配方材料的调光机理进行初步的探讨。对于智能变色型聚合物材料，本论文选用聚乙烯醇为变色材料单体，硼酸作为交联剂和显色剂，考察在不同单体浓度、交联剂含量、几种不同含量的无机盐条件下，制备了一种热敏变色材料，并研究了合成条件对这种热敏变色材料结构和性能的影响。
　　 实验结果表明，智能调光型聚合物材料最佳配方组成为：聚乙二醇含量为1.2g、N，N’-亚甲基双丙烯酰胺含量为0.05g、聚丙烯酰胺含量为0.4g、聚合物A含量为0.05ml。该最佳配方转变温度为22℃，变色温度为29℃，透过率变化在81％-2％之间，低温透明，高温乳白均匀，因此是最佳的调光材料。通过对最佳配方实用性能分析，结果发现该材料具有良好的耐光、耐热等实用性能。通过自制模拟装置考察了该最佳配方材料的遮光降温效果，实验发现使用热敏调光材料的箱内外温差比空白夹层的玻璃室内外的最终温差高出了7℃，阻止温度升高，起到遮光降温的效果。智能变色型聚合物材料最佳配方组成为：甲酚红定量为0.001g，甲酚红与硼酸质量比为1:80，聚乙烯醇浓度为4％，硼酸与氢氧化钠质量比为2:1，无机盐MgCl2质量为0.03g。该最佳配方的转变温度为41℃，变色温度为70℃。通过对最佳配方实用性能分析得出该材料具有良好的耐光、耐热、可逆、色变性等实用性能。