[发明专利]一种基于无机材料的光致变色碳纤维及其制备方法

摘要

本发明涉及一种基于无机材料的光致变色碳纤维及其制备方法，其特征是将三氧化钨和三氧化钼制备为纳米级氧化物水分散体，采用聚合与乳化的方法将其与乙烯基单体制备为聚丙烯酸酯/三氧化钨/三氧化钼水分散体复合乳液，然后将此乳液涂覆在碳纤维表面，得到基于无机材料的光致变色碳纤维。本发明制备的光致变色碳纤维在光源采用500W的氙灯照射下，光致变色碳纤维由淡黄色变为蓝色；经过20次洗涤后，碳纤维的光致变色性能仍没被削弱。本发明整个制备过程简单，对环境无污染。

主权项

1.一种基于无机材料的光致变色碳纤维的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：/n(1)分散剂的制备：将甲基丙烯磺酸钠和聚合度为23的烯丙基聚氧乙烯醚单体同时溶解于去离子水中配置为单体溶液，备用；所述甲基丙烯磺酸钠与烯丙基聚氧乙烯醚的摩尔比为1∶(0.2～0.4)；然后在搅拌条件下，控制温度为79～81℃，将配置好的单体与过硫酸铵引发剂水溶液分别滴加到装有去离子水的四口烧瓶中，其中，过硫酸铵的质量占单体总质量的0.1～0.4％，滴加时间控制在2～3h，滴加完毕后，保温3～4h；最后冷却，即制得分散剂；利用凝胶渗透色谱仪测得所述分散剂的重均分子量为15500～38000；/n(2)纳米级无机氧化物水分散体的制备：将三氧化钨和三氧化钼研磨成纳米级粒子，粒径范围为100～400纳米；将步骤(1)制备的分散剂用水稀释至固含量为1～2％，将三氧化钨和三氧化钼溶于分散剂溶液，均匀搅拌制备为三氧化钨和三氧化钼水分散体，即为纳米级无机氧化物水分散体；/n(3)乳液的制备：称取步骤(2)制备的三氧化钨和三氧化钼水分散体、十二烷基苯磺酸钠、辛烷基酚聚氧乙烯醚(n＝3)乳化剂、丙烯酸、丙烯酸丁酯和过硫酸铵，将全部的三氧化钨和三氧化钼水分散体、十二烷基苯磺酸钠、辛烷基酚聚氧乙烯醚(n＝3)乳化剂和占总量1/3的丙烯酸、丙烯酸丁酯和过硫酸铵引发剂溶解于去离子水中，均匀搅拌，控制温度为75～85℃，搅拌1～2h；然后，将剩余2/3的丙烯酸、丙烯酸丁酯和过硫酸铵引发剂溶于去离子水后滴加到刚刚搅拌的混合溶液中，滴加时间控制在2～3h，滴加完毕后，保温2～3h，即可制得聚丙烯酸酯/三氧化钨/三氧化钼水分散体复合乳液；所述三氧化钨和三氧化钼水分散体、十二烷基苯磺酸钠、辛烷基酚聚氧乙烯醚(n＝3)乳化剂、丙烯酸、丙烯酸丁酯和过硫酸铵的质量体积比为：(5～10)mL∶(0.5～1)g∶(1～2)g∶(0.1～0.2)mol∶(0.1～0.2)mol∶(0.5～1)g；/n(4)光致变色碳纤维的制备：将碳纤维面料浸入丙烯酸酯/三氧化钨和三氧化钼水分散体复合乳液，浴比为1g∶(10～30)mL，乳液的固含量为10～20％，浸入温度为50～65℃，浸入结束后，于80℃烘干10分钟，于110～120℃焙烘5分钟。/n