[发明专利]一种对紫外光具有光响应特性的高分子水凝胶

说明书

技术领域

本发明涉及一种高分子水凝胶，具体涉及一种对紫外光具有相应特性的高分子水凝胶。

背景技术

紫外光波长比可见光短，但比X射线长的电磁辐射。紫外光在电磁波谱中范围波长为10-400nm。这范围内开始于可见光的短波极限，而与长波X射线的波长相重叠。紫外光被划分为A射线、B射线和C射线(简称UVA、UVB和UVC)，波长范围分别为400-315nm，315-280nm，280-190nm。杀菌是紫外光最常见的用途功能。由于紫外线对于生物有强大的杀伤力，因此可以用它来对付细菌、病毒。不过要特别注意的是，这些杀菌设备一样会伤害人体，因此在使用的时候一定要特别小心加以预防。发明一种简便而有效的指示标记物，能够及时对紫外光线敏感响应，提醒人们注意紫外辐照产生的危害作用意义非常重大。

螺吡喃分子是一类光响应异构化分子，在紫外光照射下，可以实现紫外-可见光吸收变化，颜色由无色闭环螺吡喃结构转变成为开环部花菁有色结构而呈现出蓝紫色；再经可见光照射或加热作用开环结构则可恢复成为闭环螺吡喃结构。上述两种过程是可逆重复进行的，这种现象为典型的光致变色现象。对于实际应用过程而言，可以运用光致变色材料在紫外光照射变色，可见光恢复原有色的特性，实时显示暴露在光照射条件变化作用

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种对紫外光具有相应特性的高分子水凝胶，并提供所述高分子水凝胶的制备方法，以克服现有技术中存在的高分子物质对紫外光线响应不明显以及紫外辐照无法避免的问题。

为了实现上述目的或者其它目的，本发明是通过以下技术方案实现的。

一种高分子水凝胶，所述高分子水凝胶由含螺吡喃的纳米聚合物颗粒水分散体与1～10wt％的高分子水溶液混合而成，所述含螺吡喃的纳米聚合物颗粒水分散体是采用细乳液聚合反应工艺合成。

优选地，所述高分子水溶液为1～5wt％的高分子水溶液。

优选地，所述高分子水溶液为1～2wt％的高分子水溶液。

优选地，所述高分子水溶液选自聚乙烯醇水溶液、聚丙烯酸钠水溶液、聚丙烯酰胺水溶液和聚乙烯吡咯酮啉水溶液中的一种或多种。

优选地，所述高分子水溶液选自聚乙烯醇水溶液和聚丙烯酸钠水溶液中的一种。

优选地，所述细乳液聚合反应工艺包括如下步骤；

1)配制水相溶液：将乳化剂十二烷基硫酸钠和pH缓冲剂加入水中制备水相溶液；其中1L水中含有10～30mmol的十二烷基硫酸钠和5～20mmol的pH缓冲剂；

2)配制油相溶液：将单体、交联剂和助稳定剂中混合均匀，所述单体为甲基丙烯酸N-羟乙基螺吡喃酯和甲基丙烯酸甲酯的混合物；所述甲基丙烯酸N-羟乙基螺吡喃酯与所述甲基丙烯酸甲酯的质量比为1:20～50，所述交联剂选自1,4-丁二醇二丙烯酸酯、二乙烯基苯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、二甲基丙烯酸乙二醇酯中的一种或多种,所述单体与所述交联剂的质量比为40～20:1；所述助稳定剂为聚苯乙烯，所述助稳定剂与所述单体的质量比为1:20～50；

3)混合细化：将所述水相溶液与所述油相溶液混合乳化并超声分散；所述水相与所述油相的质量比为2～0.5:1；

4)聚合反应：在50～70℃搅拌条件下加入引发剂形成含螺吡喃的纳米聚合物颗粒水分散体，所述引发剂选自水溶性的过硫酸钾或过硫酸铵中的一种的水溶液。

优选地，步骤1)中所述pH缓冲剂为碳酸氢钠。

优选地，步骤2)中交联剂选自1,4-丁二醇二丙烯酸酯和二乙烯基苯中的一种。

优选地，所述甲基丙烯酸N-羟乙基螺吡喃酯与所述甲基丙烯酸甲酯的质量比为1:20。

优选地，步骤2)中所述聚苯乙烯的分子量为6000-7000。

优选地，所述助稳定剂与所述单体的质量比为1:40～45。

优选地，步骤3)中混合细化的温度为30-35℃。

优选地，步骤4)中在60℃搅拌条件下加入引发剂。

优选地，所述引发剂选自水溶性的过硫酸钾的水溶液。

优选地，步骤4)中所述水溶性的过硫酸钾或过硫酸铵中的一种的水溶液的浓度为15～25wt％。

更优选地，步骤4)中所述水溶性的过硫酸钾或过硫酸铵中的一种的水溶液的浓度为20wt％。

优选地，使用动态光散射法测定，本发明中步骤4)中所述含螺吡喃的纳米聚合物颗粒水分散体中含螺吡喃的纳米聚合物颗粒的平均粒径为50-60nm。

优选地，步骤4)中引发剂的质量为所述单体质量的1～3wt％。