福大江献财、纺大叶德展 ACS AMI:具有高透光率和太阳光调制性能的热响应聚(N-异丙基丙烯酰胺)/羟丙基甲基纤维素水凝胶
2023-01-17 来源:高分子科技
热响应水凝胶是用于制备热致变色智能窗的极具前景的材料。然而,理想的热响应水凝胶材料应具有高透光率、高太阳光调制性能、低相变温度和优异的高温热稳定性,但上述性能难以同时实现。因此,制备能同时满足上述需求的具有优异综合性能的热响应水凝胶仍是一个巨大挑战。
图1. PNIPAM/HPMC智能窗的结构和性能示意图。
近期,福州大学江献财副教授和武汉纺织大学叶德展副教授团队在ACS Applied Materials & Interfaces上发表了题为“Thermo-Responsive Poly(N-isopropylacrylamide)/Hydroxypropylmethyl Cellulose Hydrogel with High Luminous Transmittance and Solar Modulation for Smart Windows”的论文。本论文以聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)作为热响应水凝胶的基底,引入羟丙基甲基纤维素(HPMC)作为改性材料,通过氧化还原引发剂在冰水浴的低温环境引发聚合,制备得到热响应PNIPAM/HPMC水凝胶。该水凝胶材料具有高透光率(Tlum=90.82%)、高太阳光调制性能(?Tsol=81.52%)、低相变温度(LCST=~32 °C)和优异的高温热稳定性。
图2. PNIPAM/HPMC水凝胶的制备流程和机理图。
图3. PNIPAM/HPMC水凝胶的制备表征。
图4. PNIPAM/HPMC水凝胶的热学性能表征。
图5. PNIPAM/HPMC水凝胶的力学性能表征。
图6. PNIPAM/HPMC水凝胶的光学性能表征。
图7. PNIPAM/HPMC水凝胶智能窗的室温调节能力表征。
福州大学研究生王凯为论文的第一作者,福州大学江献财副教授、武汉纺织大学叶德展副教授为论文的通讯作者。本研究工作得到了福建省自然科学基金(No. 2020J01516)以及高分子材料工程国家重点实验室开放课题基金(四川大学)(Sklpme 2019-4-25)的经费资助。
原文链接:http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsami.2c15367
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(责任编辑:xu)
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