[发明专利]一种智能呼吸响应材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种智能呼吸响应材料及其制备方法。该智能呼吸响应材料，按总质量分数100％计，包括如下组分，高分子呼吸响应材料0.5％‑95％、纳米响应材料0.1％‑45％、分散剂1％‑20％和水1％‑95％。本发明提出的智能呼吸响应材料通过高分子响应材料和纳米响应材料的相互耦合作用，实现了快速的智能化的湿度调节，且制备方法简单易行，具有很好的开发应用潜力。

技术领域：

本发明属于响应材料技术领域，具体涉及一种智能呼吸响应材料及其制备方法。

背景技术：

最近几年，随着空气雾霾越来越严重，人们对呼吸健康的问题也日益关注，口罩成了冬季出行的必备。市场上大多数口罩可以有效隔离雾霾。然而呼吸的湿度问题始终没有引起人们的关注。医学研究的结果表明，最适合人类呼吸的空气湿度为40％-60％。如果空气湿度低于40％，呼吸道黏膜上的纤毛运动减缓，灰尘、细菌等容易附着在黏膜上，呼吸道干涩难受、引发干咳、鼻腔出血、喉痛、感冒、过敏性鼻炎诱发咽炎、气管炎、肺炎、支气管哮喘等，以及某些真菌、细菌和病毒的滋生。而空气湿度大于60％，会令人憋闷难耐，食欲不振、烦躁、免疫力下降，此时人们会无精打采，易疲倦(松果激素量增多，甲状腺素及肾上腺素的浓度相对降低)，同时部分细菌、病毒、真菌、尘螨繁殖能力增强。

目前尚无可以对呼吸实现智能响应的材料，当外界环境湿度低时，智能响应增加湿度，而外界环境湿度高时，智能的降低湿度。

发明内容：

本发明的目的是提供一种智能呼吸响应材料及其制备方法，该智能呼吸响应材料实现了快速的智能化的湿度调节，且制备方法简单易行，具有很好的开发应用潜力。

本发明的第一个目的是提供了一种智能呼吸响应材料，按总质量分数100％计，包括如下组分，高分子呼吸响应材料0.5％-95％、纳米响应材料0.1％-45％、分散剂1％-20％和水1％-95％。

本发明提出的智能呼吸响应材料，其工作原理是：湿度的变化会引起空气压力差的微小变化，纳米响应材料可以感知湿度的变化。当外界湿度＞60％时，纳米响应材料利用其多孔高比表面的特性，将空气中的水分吸附在其表面上，并在压力差的作用下，利用毛细力将吸附的水分传递给高分子呼吸响应材料，实现水分的储存。当外界湿度＜40％时，在压力差的驱动下，纳米响应材料可以吸收聚合物储存的水分，然后扩散出来，增加环境湿度。

优选，所述的纳米响应材料为卟吩修饰的纳米响应材料。卟吩修饰的纳米响应材料其增加了纳米响应材料的相应灵敏性。卟吩修饰的纳米响应材料通过将卟吩和纳米响应材料共同分散在乙醇溶液中回流得到，其中卟吩和纳米响应材料的混合物中，卟吩所占的质量百分比为0.1％-10％，乙醇溶液与卟吩和纳米响应材料的混合物的质量比大于1.5，乙醇溶液质量分数为70％-75％。

上述智能呼吸响应材料，按总质量分数100％计，包括如下组分，高分子呼吸响应材料30％-80％、卟吩修饰的纳米响应材料15％-35％、分散剂5％-8％和水20％-60％。

优选，所述的高分子呼吸响应材料选自聚乙烯、聚丙烯腈、聚丙烯酸酯、聚乙二醇、聚丙烯、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸、淀粉、聚丙烯碳酸酯、壳聚糖、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、羧甲基纤维素钠和吸水无纺布中的一种以上。

所述的纳米响应材料选自多孔高比表面的纳米氧化物、氮化物、硫化物和硅铝酸盐中的一种，还包括染料0％-10％和/或香料0％-10％。染料和香料根据实际情况，做相应的添加即可。

卟吩的结构式如式(Ⅰ)所示：

优选，所述的分散剂选自十二烷基磺酸钠、十六烷基二甲基氯化铵、十六烷基二甲基溴化铵和OP乳化剂中的一种。在本发明中OP乳化剂指的是OP-10。