[发明专利]动态溶剂响应型纳米纤维基柔性透明复合膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种动态溶剂响应型纳米纤维基柔性透明复合膜及其制备方法，属于复合膜技术领域。该复合膜为纳米纤维及折光指数在1.48～1.6之间的单体在纳米纤维间隙内发生交联反应形成的三维网状结构，通过控制纳米纤维与单体的比例来调控复合膜的透明度，且对于该透明复合膜，其在折光指数分布在1.3～1.4之间的溶剂或水蒸气刺激下可发生由透明到不透明的可逆变化。该复合膜可以广泛应用于建筑、室内装修设计、文化教育、会议室等领域中。

技术领域

本发明涉及一种复合膜，属于纳米纤维技术领域，具体地涉及一种动态溶剂响应型纳米纤维基柔性透明复合膜及其制备方法。

背景技术

目前大多数智能材料多趋于电致变色材料，通过电压的刺激来实现透明度的改变，在一定程度上并不能达到人们的需求，比如一些临时需要的私密场所会议室、浴室等，因此，发展新型环保、趋于大众化、材料方便可取且随时随地可以满足人们需要的智能材料已经变得非常重要。

乙烯基吡咯烷酮(NVP)，其折光率为1.5120，外观透明，易溶于水、乙醇、乙醚和其他有机溶剂，主要用于PVP和PVPP的合成。PVP具有良好的吸湿性、成膜性。PVPP是NVP在特定条件下聚合而成的一种交联聚合物，不溶于水、强酸、强碱等，此外由于PVPP具有较高的分子量以及交联结构，使其在水中也不能溶解，但可以在水的作用下发生快速溶胀。纳米纤维是直径为纳米级的多孔纤维材料，如PVA-co-PE、PA、纤维素等纤维。纳米纤维由于较大的比表面积、高孔隙率、孔径小且分布均匀、流体阻力小等优点，在许多领域得到了广泛的应用，如：双疏性界面织物、高级防护服、化工、吸附、过滤、传感、医药等各个方面备受欢迎。然而目前并没有关于将NVP与纳米纤维结合制备复合膜的报道。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种动态溶剂响应型纳米纤维基柔性透明复合膜，该复合膜不仅柔韧、光学透过性高，而且在外界环境如醇类溶剂、水或水蒸气的刺激下发生由透明到不透明的可逆变化。该复合膜可以广泛应用于建筑、室内装修设计、文化教育、会议室等领域中。

为实现上述目的，本发明公开了一种动态溶剂响应型纳米纤维基柔性透明复合膜及其制备方法，它为纳米纤维及折光指数在1.48～1.6之间的单体在所述纳米纤维间隙内发生交联反应形成的三维网状结构。

进一步地，所述单体包括乙烯基吡咯烷酮。还包括其它单体。具体的本发明可选择控制纳米纤维与单体之间的用量，当纳米纤维含量远大于单体含量使得两物质之间的折光指数不匹配性增大时，复合膜的透明性降低，反之若使两物质之间的折光指数匹配度高时，复合膜的透明性就提高。

进一步地，所述纳米纤维的直径为100～450nm，当纳米纤维的直径大于450nm时，复合膜的透明度会大大降低，此时，复合膜在溶剂刺激下的动态响应型特性将不明显。

优选的，所述纳米纤维的直径为150～300nm。

最优的，所述纳米纤维的直径为200nm。

进一步地，所述纳米纤维为PVA-co-PE纳米纤维、POE纳米纤维或PA纳米纤维中的一种。

优选的，所述纳米纤维为PVA-co-PE纳米纤维。

优选的，所述PVA-co-PE纳米纤维及POE纳米纤维可以为海岛纺丝法制备得到。

优选的，所述PA纳米纤维可以为静电纺丝法制备得到。

进一步地，所述复合膜在折光指数为1.3～1.4的溶剂或水蒸气刺激下发生由透明到不透明的可逆变化。同时，该折光指数为1.3～1.4的溶剂还要能与单体进行很好的相容。

当折光指数低的溶剂与折光指数相对较高的单体混溶后，单体快速吸收溶剂使其折光指数发生较大程度的改变，从而与纳米纤维折光指数的匹配度降低，造成薄膜透明度大幅下降，当溶剂蒸发后，复合薄膜透明度又逐渐上升。