一種含nipam單體水溶液的可見光波段溫敏調(diào)光玻璃及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于功能性玻璃及應(yīng)用領(lǐng)域，特別涉及一種含NIPAM單體水溶液的可見光波段溫敏調(diào)光玻璃及其應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]可見光是電磁波譜中人眼可以感知的部分，波長在380nm?780nm。過量的光輻射會對人類生活和生產(chǎn)環(huán)境造成不良影響，損害人們觀察物體的能力、引起人體不舒適感。
[0003]溫敏性智能材料是對于環(huán)境溫度變化能發(fā)生響應(yīng)，即當(dāng)環(huán)境溫度發(fā)生變化時，材料本身會發(fā)生相應(yīng)的變化。溫敏智能材料是目前敏感性功能材料研宄中的一個熱點問題，相關(guān)研宄主要集中在隨溫度變化而發(fā)生體積相轉(zhuǎn)變的材料領(lǐng)域，其中NIPAM的聚合物PNIPAM是目前較為常見、研宄較多的一種溫敏材料，其具有親水性的酰胺基和疏水性的異丙基，當(dāng)溫度上升、達(dá)到低臨界溶液溫度(LCST)時聚合物會發(fā)生相離，當(dāng)溫度下降、達(dá)到低臨界溶液溫度(LCST)時聚合物發(fā)生逆過程。
[0004]查閱已公開的、涉及“調(diào)光”和“玻璃”的專利，多為電致調(diào)光材料。CN202472180U發(fā)明涉及一種新型的智能調(diào)光玻璃，它包含頂面玻璃、第一玻璃復(fù)合膠、液晶膜、第二玻璃復(fù)合膠、底面玻璃和電源，它采用新型的液晶材料附著于玻璃上，通過調(diào)節(jié)電壓的大小，使光線柔和、舒適怡人，且又不失透光的作用。CN203374161U發(fā)明涉及一種液體智能電致調(diào)光玻璃，由鋼化玻璃和電子調(diào)光玻璃組成，電子調(diào)光玻璃為中間夾合有聚合物分散型液晶薄膜或電致變色懸浮粒子納米膜的玻璃，鋼化玻璃的表面涂覆有納米隔熱透明圖層，該發(fā)明可以調(diào)節(jié)玻璃的透光強(qiáng)度，具有良好隔紫外線、隔離紅外線功能。未見公開關(guān)于僅使用NIPAM單體水溶液制備的溫敏調(diào)光玻璃，相對于其他常見的智能調(diào)光材料，工藝簡單，成本低廉、安全，便于回收與循環(huán)利用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種含NIPAM單體水溶液的可見光波段溫敏調(diào)光玻璃及其應(yīng)用，本發(fā)明工藝簡單、快速高效、成本低廉、循環(huán)利用、適用性強(qiáng)。
[0006]本發(fā)明的一種含NIPAM單體水溶液的可見光波段溫敏調(diào)光玻璃，其特征在于:所述可見光波段溫敏調(diào)光玻璃包括:石英玻璃上基板、NIPAM(N-異丙基丙烯酰胺)單體水溶液、石英玻璃下基板；其中NIPAM單體水溶液被充入石英玻璃上基板和石英玻璃下基板構(gòu)成的雙層中空石英玻璃內(nèi)。
[0007]所述NIPAM單體水溶液的質(zhì)量百分濃度為10.0%?18.0%。
[0008]所述雙層中空石英玻璃的壁厚為0.5mm?2.0mm。
[0009]所述雙層石英玻璃中空單體溶液層厚度為1.0mm?10.0_。
[0010]一種含NIPAM單體水溶液的可見光波段溫敏調(diào)光玻璃的制備:制備使用的雙層中空石英玻璃，事先要進(jìn)行內(nèi)、外層清潔；NIPAM單體按濃度溶解于去離子水中，完成水溶液配置。
[0011]本發(fā)明的一種含NIPAM單體水溶液的可見光波段溫敏調(diào)光玻璃的應(yīng)用，包括:
[0012](I)采用氘鎢組合式光源，可見光掃描，直接記錄可見光光譜；其中可見光掃描波長范圍設(shè)定在380nm?780nm ；
[0013](2)采用氘鎢組合式光源，透過可見光波段溫敏調(diào)光玻璃，可見光掃描，記錄室溫環(huán)境時的可見光光譜；其中可見光掃描波長范圍設(shè)定在380nm?780nm ；
[0014](3)改變溫度，溫度先持續(xù)上升，然后再持續(xù)下降，進(jìn)行可見光掃描，記錄相應(yīng)溫度的可見光光譜；
[0015](4)將步驟(2)和(3)的可見光輻射強(qiáng)度和步驟(I)光源可見光輻射強(qiáng)度進(jìn)行相比，得比值，得到不同溫度下相應(yīng)的可見光透過率譜圖。
[0016]所述步驟(2)中室溫環(huán)境為0.0°C?32.00C。
[0017]所述步驟⑶中溫度持續(xù)上升范圍為:室溫?60.0°C;持續(xù)下降范圍為:60.0°C?室溫。
[0018]所述可見光光譜由波長和強(qiáng)度組成。
[0019]所述可見光透過率譜圖由波長和透過率組成。
[0020]有益效果
[0021](I)工藝簡單:無需對單體進(jìn)行聚合，節(jié)省樣品制備的時間；
[0022](2)快速高效:調(diào)光玻璃對環(huán)境溫度敏感，響應(yīng)速度快；
[0023](3)成本低廉:調(diào)光玻璃制備成本單次投入，使用壽命長；
[0024](4)循環(huán)利用:NIPAM單體水溶液，易于回收再循環(huán)利用；
[0025](5)適用性強(qiáng):調(diào)光玻璃操作簡單，該玻璃調(diào)光裝置可以推廣應(yīng)用。
【附圖說明】
[0026]圖1是本發(fā)明的NIPAM單體水溶液溫敏調(diào)光玻璃一較佳實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；其中1、石英玻璃上基板，2、NIPAM單體水溶液，3、石英玻璃下基板；
[0027]圖2為采用氘鎢組合式光源，透過壁厚Imm的雙層中空石英玻璃、內(nèi)充18.0%NIPAM單體水溶液，在不同環(huán)境溫度下，記錄的可見光光譜，將可見光掃描波長范圍設(shè)定在380nm?780nm，進(jìn)行掃描，記錄得的可見光光譜；其中附圖中各光譜對應(yīng)的環(huán)境溫度標(biāo)記如下:2,25.8°C,3,32.0°C,4,33.1°C,5,34.6°C，6、34.8°C,7,35.4°C ；
[0028]圖3為可見光透過率譜圖；其中附圖中各光譜對應(yīng)的環(huán)境溫度標(biāo)記如下:2、25.8°C, 3,32.0°C,4,33.1°C, 5,34.6°C，6、34.8°C, 7,35.4°C ο
【具體實施方式】
[0029]下面結(jié)合具體實施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
[0030]實施例1
[0031]采用氘鎢組合式光源，透過壁厚Imm的雙層中空石英玻璃、內(nèi)充18.0% NIPAM單體水溶液，將可見光光譜儀掃描波長范圍設(shè)定在380nm?780nm，設(shè)置環(huán)境所處的溫度為25.8°C，進(jìn)行掃描，記錄相應(yīng)的可見光光譜。將可見光光譜的強(qiáng)度與光源的可見光光譜強(qiáng)度進(jìn)行相比，得比值，建立相應(yīng)的可見光透過率譜圖。
[0032]實施例2
[0033]采用氘鎢組合式光源，透過壁厚Imm的雙層中空石英玻璃、內(nèi)充18.0% NIPAM單體水溶液，將可見光光譜儀掃描波長范圍設(shè)定在380nm?780nm，設(shè)置環(huán)境所處的溫度為
32.(TC，進(jìn)行掃描，記錄相應(yīng)的可見光光譜。將可見光光譜的強(qiáng)度與光源的可見光光譜強(qiáng)度進(jìn)行相比，得比值，建立相應(yīng)的可見光透過率譜圖。
[0034]實施例3
[0035]采用氘鎢組合式光源，透過壁厚Imm的雙層中空石英玻璃、內(nèi)充18.0% NIPAM單體水溶液，將可見光光譜儀掃描波長范圍設(shè)定在380nm?780nm，設(shè)置環(huán)境所處的溫度為
33.1°C，進(jìn)行掃描，記錄相應(yīng)的可見光光譜。將可見光光譜的強(qiáng)度與光源的可見光光譜強(qiáng)度進(jìn)行相比，得比值，建立相應(yīng)的可見光透過率譜圖。
[0036]實施例4
[0037]采用氘鎢組合式光源，透過壁厚Imm的雙層中空石英玻璃、內(nèi)充18.0% NIPAM單體水溶液，將可見光光譜儀掃描波長范圍設(shè)定在380nm?780nm，設(shè)置環(huán)境所處的溫度為
34.6°C，進(jìn)行掃描，記錄相應(yīng)的可見光光譜。將可見光光譜的強(qiáng)度與光源的可見光光譜強(qiáng)度進(jìn)行相比，得比值，建立相應(yīng)的可見光透過率譜圖。
[0038]實施例5
[0039]采用氘鎢組合式光源，透過壁厚Imm的雙層中空石英玻璃、內(nèi)充18.0% NIPAM單體水溶液，將可見光光譜儀掃描波長范圍設(shè)定在380nm?780nm，設(shè)置環(huán)境所處的溫度為
34.8°C，進(jìn)行掃描，記錄相應(yīng)的可見光光譜。將可見光光譜的強(qiáng)度與光源的可見光光譜強(qiáng)度進(jìn)行相比，得比值，建立相應(yīng)的可見光透過率譜圖。
[0040]實施例6
[0041]采用氘鎢組合式光源，透過壁厚Imm的雙層中空石英玻璃、內(nèi)充18.0% NIPAM單體水溶液，將可見光光譜儀掃描波長范圍設(shè)定在380nm?780nm，設(shè)置環(huán)境所處的溫度為
35.4°C，進(jìn)行掃描，記錄相應(yīng)的可見光光譜。將可見光光譜的強(qiáng)度與光源的可見光光譜強(qiáng)度進(jìn)行相比，得比值，建立相應(yīng)的可見光透過率譜圖。
[0042]在室溫環(huán)境，18.0 % NIPAM單體水溶液澄清，透光性好；當(dāng)溫度上升，水溶液保持澄清；當(dāng)溫度接近低臨界溶液溫度(?34.6°C)時，水溶液逐漸由澄清向乳白、不透明轉(zhuǎn)變；當(dāng)溫度超過LCST后繼續(xù)上升，水溶液則完全不透光。反向，當(dāng)溫度逐漸降低，發(fā)生逆過程。
【主權(quán)項】
1.一種含NIPAM單體水溶液的可見光波段溫敏調(diào)光玻璃，其特征在于:所述可見光波段溫敏調(diào)光玻璃包括:石英玻璃上基板、N-異丙基丙烯酰胺NIPAM單體水溶液、石英玻璃下基板；其中NIPAM單體水溶液被充入石英玻璃上基板和石英玻璃下基板構(gòu)成的雙層中空石英玻璃內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含NIPAM單體水溶液的可見光波段溫敏調(diào)光玻璃，其特征在于:所述NIPAM單體水溶液的質(zhì)量百分濃度為10.0%?18.0%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含NIPAM單體水溶液的可見光波段溫敏調(diào)光玻璃，其特征在于:所述雙層中空石英玻璃的壁厚為0.5mm?2.0_。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種含NIPAM單體水溶液的可見光波段溫敏調(diào)光玻璃，其特征在于:所述雙層石英玻璃中空單體溶液層厚度為1.0mm?10.0mm。
5.—種如權(quán)利要求1-4任一所述的含NIPAM單體水溶液的可見光波段溫敏調(diào)光玻璃的應(yīng)用，包括: (1)采用氘鎢組合式光源，可見光掃描，直接記錄可見光光譜；其中可見光掃描波長范圍設(shè)定在380nm?780nm ； (2)采用氘鎢組合式光源，透過可見光波段溫敏調(diào)光玻璃，可見光掃描，記錄室溫環(huán)境時的可見光光譜；其中可見光掃描波長范圍設(shè)定在380nm?780nm ； (3)改變溫度，溫度先持續(xù)上升，然后再持續(xù)下降，進(jìn)行可見光掃描，記錄相應(yīng)溫度的可見光光譜； (4)將步驟(2)和(3)的可見光輻射強(qiáng)度與步驟(I)光源可見光輻射強(qiáng)度進(jìn)行相比，得比值，得到不同溫度下相應(yīng)的可見光透過率譜圖。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種含NIPAM單體水溶液的可見光波段溫敏調(diào)光玻璃的應(yīng)用，其特征在于:所述步驟(2)中室溫環(huán)境為0.(TC?32.(TC。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種含NIPAM單體水溶液的可見光波段溫敏調(diào)光玻璃的應(yīng)用，其特征在于:所述步驟(3)中溫度持續(xù)上升范圍為:室溫?60.(TC ;持續(xù)下降范圍為:60.0°C?室溫。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種含NIPAM單體水溶液的可見光波段溫敏調(diào)光玻璃及其應(yīng)用，可見光波段溫敏調(diào)光玻璃包括：石英玻璃上基板、NIPAM(N-異丙基丙烯酰胺)單體水溶液、石英玻璃下基板。改變調(diào)光玻璃所處的環(huán)境溫度，檢測到不同溫度下相應(yīng)的可見光透過率譜圖，實現(xiàn)“溫敏調(diào)光”目的。本發(fā)明工藝簡單、無需對單體進(jìn)行聚合，節(jié)省樣品制備時間；快速高效，調(diào)光玻璃對環(huán)境溫度敏感，響應(yīng)速度快。
【IPC分類】G02F1-01
【公開號】CN104777632
【申請?zhí)枴緾N201510196579
【發(fā)明人】唐曉亮, 龐家玉, 邵明, 文旦, 邱高, 魯希華
【申請人】東華大學(xué)
【公開日】2015年7月15日
【申請日】2015年4月23日