[发明专利]丙烯酸酯基聚二乙炔热致变色材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种丙烯酸酯基聚二乙炔热致变色材料及其制备方法和应用，所述制备方法包括：(1)在避光环境中，将光引发剂Irgacure 369、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)和10，12‑二十五碳二炔酸(PCDA)混合，得到乳状液；(2)依次利用LED光和紫外光辐照上述乳状液，得到丙烯酸酯基聚二乙炔热致变色材料。解决了传统的聚二乙炔热响应复合材料需要使用挥发性有机溶剂，挥发性有机溶剂会对材料性能产生诸多不利影响，且容易造成二次污染的问题。

技术领域

本发明涉及热响应复合材料领域，具体地，涉及一种丙烯酸酯基聚二乙炔热致变色材料及其制备方法和应用。

背景技术

作为一类重要的共轭高分子材料，聚二乙炔由于显著的环境刺激(pH、热、有机溶剂、应力等)响应色变性(通常由蓝色转变为红色)和荧光增强效应(由无荧光转变为强荧光)，激起了人们广泛的研究兴趣并已被制备成多种不同的形态，包括囊泡、薄膜、液晶、电纺纤维等。但是绝大多数情况下在制备过程中需要使用挥发性有机溶剂，不符合绿色化学的发展理念，从而限制了其进一步的深入研究。3D打印技术是通过逐层打印的方式来构造三维的立体结构，在模具制造、工业设计、航天航空、生物印刷等领域具有非常广泛的应用前景。然而目前聚二乙炔材料图案化的研究仅局限于掩膜法，存在精度差、结构简单、制备过程复杂等系列问题。因此有必要将3D打印技术应用于聚二乙炔材料的制备，开发出具有环境响应性能的三维立体结构。

发明内容

本发明的目的是提供一种丙烯酸酯基聚二乙炔热致变色材料及其制备方法和应用，解决了传统的聚二乙炔热响应复合材料需要使用挥发性有机溶剂，挥发性有机溶剂会对材料性能产生诸多不利影响，且容易造成二次污染的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种丙烯酸酯基聚二乙炔热致变色材料的制备方法，所述制备方法包括：

(1)在避光环境中，将光引发剂Irgacure 369、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和10，12-二十五碳二炔酸混合，得到乳状液；

(2)依次利用LED光和紫外光辐照上述乳状液，得到丙烯酸酯基聚二乙炔热致变色材料。

本发明还提供了一种丙烯酸酯基聚二乙炔热致变色材料，所述丙烯酸酯基聚二乙炔热致变色材料由上述的制备方法制得。

本发明还提供了上述的丙烯酸酯基聚二乙炔热致变色材料在3D打印中的应用。

本发明提供了一种丙烯酸酯基聚二乙炔热致变色材料及其制备方法和应用，所述制备方法包括：(1)在避光环境中，将光引发剂Irgacure 369、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和10，12-二十五碳二炔酸混合，得到乳状液；(2)依次利用LED光和紫外光辐照上述乳状液，得到丙烯酸酯基聚二乙炔热致变色材料。本发明通过双重光源辐照的方法成功制备出了固相丙烯酸酯基的聚二乙炔复合材料，完全排除了溶剂对于材料性能的不利影响，制作简单，储存方便，响应灵敏，可以满足多样化的三维图案要求，极大地扩展了聚二乙炔材料的应用潜力。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明使用的原料的结构式；

图2是本发明实施例1的制备工艺图；

图3是本发明实施例1中乳状液经405nm LED和254nm紫外光依次诱导丙烯酸酯以及二炔酸的光聚合反应图；

图4是本发明检测例1中热致变色材料的加热紫外-可见吸收光谱以及荧光光谱图；

图5是本发明是应用例1打印后形成的模型及热致变色过程；