[发明专利]一种双温度开关水凝胶及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种双温度开关水凝胶及其制备方法与应用，双温度开关水凝胶由以下组分组成：水、离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂、无机盐和琼脂糖。利用了两种表面活性剂相反的溶解度特性：离子表面活性剂存在溶解度随温度升高骤然增大的特性(Krafft点)，非离子表面活性剂则有相反的溶解度特性(浊点)，使得制备得到的凝胶材料能实现在低温段和高温段展现不透明状态，而中间段温度展现为透明状态。

技术领域

本发明属于热响应性材料技术领域，具体涉及一种双温度开关水凝胶及其制备方法与应用。

背景技术

这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

相比于光致变色材料需要紫外光照射、电致变色材料需要外加电压装置，热响应材料透明度的变化仅仅基于环境温度的变化发生相变后实现，更为便捷安全。所以根据环境温度进行响应调节自身透明度的热响应材料在智能窗设计中具有重要地位。目前此类热响应材料根据自身材料性质可以分为无机材料和热致聚合物材料，它们的透明度变化多是基于相变和相分离。当发生相变和相分离时，相变材料的折射率改变，而基质的折射率保持不变，这导致光散射的折射率不一致，材料从宏观上表现出透明度下降，这也使得此类热响应材料有着优异的光调制能力。

温度响应型智能窗有两种模式，一是低温下保持透明，随着温度的升高变得不透明，以便在室外寒冷时保证足够的太阳辐射，在室外炎热时使用减少太阳辐射，为室内提供一个舒适的环境；二则是在温度相对较低的夜晚保持不透明状态以保护室内隐私和室内热量，在温度相对较高的白天保持透明状态以保证室内光照。发明人发现，目前的温度响应型智能窗难以同时具备这两种性能。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种双温度开关水凝胶及其制备方法与应用。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

第一方面，本发明提供一种双温度开关水凝胶，由以下组分组成：水、离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂、无机盐和琼脂糖。

第二方面，本发明提供了所述双温度开关水凝胶的制备方法，包括如下步骤：

离子型表面活性剂、非离子型表面活性剂和无机盐按比例与水混合，得混合溶液；

向混合溶液中加入琼脂糖，加热混匀，得溶胶，溶胶冷却后，得水凝胶材料。

第三方面，本发明提供所述双温度开关水凝胶在制备温度响应型玻璃中的应用。

第四方面，本发明提供一种温度响应型玻璃，其设置有夹层，夹层的材质为所述双温度开关水凝胶。

上述本发明的一种或多种实施例取得的有益效果如下：

本发明构筑了一种从中间温度向低温段、高温段变化，透明度均发生变化的双向调节体系，制备得到的凝胶材料能实现在低温段和高温段展现不透明状态，而中间段温度展现为透明状态。这是利用了两种表面活性剂相反的溶解度特性：离子表面活性剂存在溶解度随温度升高骤然增大的特性(Krafft点)，非离子表面活性剂则有相反的溶解度特性(浊点)。实现双向调节后，可以作为集成建筑节能和隐私保护功能的智能窗使用。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为0-0-1-NaBr-10％(左)，20-440-1-NaBr-10％(右)水凝胶在不同温度下的外观变化。

图2为20-440-1-NaBr-0％溶液在4℃(a)和50℃(b)的显微镜图像。

图3为20-440-1-NaBr-10％水凝胶的SEM照片。