P(HEMA-co-AMPS)電場(chǎng)響應(yīng)凝膠及光子晶體的制備與性能研究.pdf

1、凝膠光子晶體是以能夠?qū)ν饨绱碳ぎa(chǎn)生敏感響應(yīng)的智能凝膠為活性物質(zhì)，將其填充入光子晶體內(nèi)部空隙中得到的新型功能材料。本文旨在將聚（甲基丙烯酸羥乙酯-co-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸）[P(HEMA-co-AMPS)]電場(chǎng)響應(yīng)凝膠與聚苯乙烯（PS）光子晶體相結(jié)合得到電場(chǎng)響應(yīng)凝膠光子晶體，具體內(nèi)容包括：
　　以2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸（AMPS）為功能單體、甲基丙烯酸羥乙酯（HEMA）為骨架單體，采用熱引發(fā)聚合制備了P(HEMA-c

2、o-AMPS)聚電解質(zhì)凝膠。以平衡溶脹度ESR和溶脹率SR為指標(biāo)研究了P(HEMA-co-AMPS)干凝膠的溶脹行為，結(jié)果表明，當(dāng)單體AMPS摩爾含量為90％、交聯(lián)劑用量為0.5%時(shí)干凝膠的ESR達(dá)到最大值55.61，施加30 V電壓10min后SR達(dá)到2.75，說(shuō)明電場(chǎng)可改善其溶脹性能。以保水率WR和形變量E為指標(biāo)研究了吸水飽和凝膠的電致收縮（消溶脹）和彎曲形變兩種形式的電場(chǎng)響應(yīng)性能，結(jié)果表明，隨AMPS摩爾含量、電解液濃度、電場(chǎng)強(qiáng)度

3、的增加，凝膠的電致收縮速率和程度增大，當(dāng)AMPS摩爾含量為90%的凝膠放入0.6mol/L NaCl電解液中并施加30V電壓時(shí)，凝膠的WR在4 min內(nèi)就可從100%降低至10.53%。凝膠的電致收縮具有可恢復(fù)性，在不同電壓下收縮程度不同的凝膠，恢復(fù)時(shí)間需70-120min不等。P(HEMA-co-AMPS)凝膠在外加電場(chǎng)中發(fā)生明顯的偏向負(fù)極的彎曲形變，當(dāng)交聯(lián)劑用量為0.5%時(shí)形變量最大，達(dá)到85.0%。
　　通過(guò)乳液聚合法并調(diào)節(jié)

4、苯乙烯的體積分?jǐn)?shù)制備了5種粒徑的PS微球，得到了PS微球最佳自組裝條件：溶劑為去離子水，溫度為60℃。改變PS乳液體積分?jǐn)?shù)可以實(shí)現(xiàn)不同厚度的光子晶體的可控制備。選取粒徑為213 nm、238 nm、260 nm的PS微球傾斜沉積自組裝分別得到了紫色、藍(lán)綠色、黃綠色PS光子晶體，通過(guò)測(cè)試可見(jiàn)光范圍內(nèi)的透射光譜得到三者的光子帶隙中心位置為444 nm、498 nm、510 nm，制備所得的PS光子晶體有一定缺陷但沒(méi)有影響其宏觀(guān)顏色。

5、　　采用毛細(xì)力誘導(dǎo)法將凝膠前體液填充入光子晶體空隙，探索了凝膠前體液粘度、玻璃基片的疏水性對(duì)填充難易的影響，得出凝膠前體液填充的最佳配方：?jiǎn)误w濃度0.5 mol/L，AMPS摩爾含量50%，上層玻璃基片需要疏水處理。制備了P(HEMA-co-AMPS)凝膠光子晶體，孔徑收縮率為30.5%，其在去離子水和無(wú)水乙醇中的反射波長(zhǎng)是547.5 nm和473.0 nm，分別表現(xiàn)出綠色和藍(lán)色，體現(xiàn)了對(duì)二者的溶劑響應(yīng)。制作了P(HEMA-co-AMP