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一种MXenes-Ti3C2Tx改性结构色弹性薄膜及其制备方法


技术摘要:
一种MXenes‑Ti3C2Tx改性结构色弹性薄膜及其制备方法,包括以下步骤:将2‑甲基‑2‑丙烯酸‑2‑乙酯和聚乙二醇二丙烯酸酯混合均匀,并加入MXenes‑Ti3C2Tx粉体与SiO2微球,不间断超声分散形成均匀溶胶;待得到的溶胶出现结构色后,在不同时间段取样,并采用紫外‑可见  全部
背景技术:
变色龙的变色现象是通过调节色素细胞中鸟嘌呤纳米晶体的非紧密堆积排列实 现的。受到变色龙变色机制的启发,研究者制备了不同颜色的拉伸变色型结构色弹性薄膜, 可作为应变诱导变色材料,应用于应变测量、指纹识别、图像加密等领域。由于非相干散射 光的影响,Bragg散射形成结构色的色饱和度降低,颜色可视性不强。为此,研究者选择引入 纳米尺度的碳黑、聚多巴胺等吸收非相干散射光,已成功制备出颜色靓丽的结构色弹性薄 膜(Advanced  Functional  Materials ,DOI:10 .1002/adfm .202000008;Chemistry  of  Materials,2019,31(19):8154-8162),但它们均不具备优异的力学性能,从而限制了其应 用范围。
技术实现要素:
为了克服上述现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种MXenes-Ti3C2Tx改性 结构色弹性薄膜及其制备方法,MXenes-Ti3C2Tx的引入,不仅可以吸收非相干散射光,提高 结构色弹性薄膜的色饱和度,而且可以与有机单体有效结合,提高其力学性能。 为了实现上述目的,本发明采用的技术方案是: 一种MXenes-Ti3C2Tx改性结构色弹性薄膜,其组份配比为: 2700mg的2-甲基-2-丙烯酸-2-(2-甲氧基乙氧基)乙酯(MEO2MA)、7.8mg的聚乙二 醇二丙烯酸酯(PEGDA,Mn=550)、1-25mg的MXenes-Ti3C2Tx粉体、500-2500mg的SiO2微球和 2-4mg的偶氮二异丁腈(AIBN)。 一种MXenes-Ti3C2Tx改性结构色弹性薄膜的制备方法,包括以下步骤: 步骤一: 将2700mg的MEO2MA和7.8mg的PEGDA混合均匀,并加入1-25mg的MXenes-Ti3C2Tx粉 体与500-2500mg的SiO2微球,不间断超声分散形成均匀溶胶; 步骤二: 待步骤一得到的溶胶出现结构色后,在不同时间段取样,并采用紫外-可见-近红 外分光光度计检测样品的反射光谱,直至结构色不发生变化时,便形成了稳定的球形胶体 晶体,随即停止超声,取出样品; 步骤三: 向球形胶体晶体中加入2-4mg的AIBN,搅拌均匀,放入真空干燥箱中排除气泡,然 后,用滴管将球形胶体晶体滴入厚度为0.4mm的模具中,放入干燥箱中干燥,然后取出样品, 得到MXenes-Ti3C2Tx改性结构色弹性薄膜。 所述的步骤一中SiO2微球粒径为180nm。 3 CN 111592626 A 说 明 书 2/3 页 所述的步骤一中超声条件为温度:20-30℃;功率:40W。 所述的步骤三中干燥箱条件为70℃、15h。 本发明的有益效果: 基于MXenes-Ti3C2Tx良好的吸光特性、优异的力学性能以及易与有机单体结合的 特点,本发明将其引入至结构色弹性薄膜中,既有利于色饱和度的提高,而且有利于力学性 能的改善,为拓宽结构色弹性薄膜的应用范围提供了新思路。此外,本发明的制备工艺简 便,能够广泛应用于应变诱导变色材料的制备,有较好的工业规模生产应用前景。 附图说明 图1为MXenes-Ti3C2Tx改性结构色弹性薄膜的工艺流程图。 图2为MXenes-Ti3C2Tx加入量为10mg时结构色弹性薄膜的SEM图。 图3为不同MXenes-Ti3C2Tx加入量时结构色弹性薄膜的应力-应变图。
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