1.一种以核壳结构微凝胶作为开关的智能开关膜的制备方法,其特征在于所述制备方法包括以下步骤:
(1)将P4VP核/PNIPAM壳微凝胶分散于N,N‑二甲基甲酰胺中,搅拌和超声至微凝胶完全分散,随后加入聚偏氟乙烯,搅拌至聚偏氟乙烯完全溶解,静置以脱除气泡,得到均相铸膜液;所述均相铸膜液中,聚偏氟乙烯的质量含量为9~11%,P4VP核/PNIPAM壳微凝胶的质量含量为1.4~1.6%,余量为N,N‑二甲基甲酰胺;其中,P4VP即聚(4‑乙烯吡啶),所述PNIPAM即聚(N‑异丙基丙烯酰胺);
(2)将铸膜液浇铸在洁净的玻璃板上,用平整的刮刀刮膜,立即将湿膜放入凝固浴中进行相分离成膜,将完全相分离的膜浸泡在去离子水中以浸出残余物,从而得到智能开关膜;
所述凝固浴为纯水,凝固浴的温度控制在14~26℃之间。
2.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述P4VP核/PNIPAM壳微凝胶按以下方法制备:
(a)将交联剂N,N‑亚甲基双丙烯酰胺、表面活性剂十二烷基三甲基氯化铵和去离子水加入到反应容器中,加热至40~45℃并在氮气保护下搅拌溶解,停止搅拌,加入4‑乙烯吡啶,升温至75℃,随后加入引发剂2,2'‑偶氮二异丁基脒二盐酸盐,并开始搅拌,在氮气保护下,在70~75℃反应4~5小时,获得P4VP微凝胶悬浮液;所述4‑乙烯吡啶、N,N‑亚甲基双丙烯酰胺和十二烷基三甲基氯化铵在去离子水中浓度分别为18~22mmol/L、1.8~2.2mmol/L和0.1~0.11mmol/L,引发剂的物质的量为4‑乙烯吡啶和N,N‑亚甲基双丙烯酰胺物质的量的3‑5%;
(b)在步骤(a)反应结束后,往装有P4VP微凝胶悬浮液的反应容器中加入单体N‑异丙基丙烯酰胺和交联剂N,N‑亚甲基双丙烯酰胺,使N‑异丙基丙烯酰胺在水中的浓度为20~
60mmol/L,交联剂N,N‑亚甲基双丙烯酰胺与N‑异丙基丙烯酰胺的摩尔比为5%‑10%:1,随后加入引发剂2,2'‑偶氮二异丁基脒二盐酸盐,使引发剂的物质的量为N‑异丙基丙烯酰胺和N,N‑亚甲基双丙烯酰胺总物质的量的3‑5%,在氮气保护下,在70~75℃反应3~4小时,获得P4VP核/PNIPAM壳微凝胶悬浮液,然后将P4VP核/PNIPAM壳微凝胶悬浮液反复离心和分散以去除残留的未反应组分,冷冻干燥得到P4VP核/PNIPAM壳微凝胶。
3.如权利要求2所述的制备方法,其特征在于:步骤(b)中,所述单体N‑异丙基丙烯酰胺和交联剂N,N‑亚甲基双丙烯酰胺在加入反应容器前预先用少量纯水溶解。
4.如权利要求1~3之一所述的制备方法,其特征在于:步骤(1)所述均相铸膜液中,聚偏氟乙烯的质量含量为10%,P4VP核/PNIPAM壳微凝胶的质量含量为1.5%。
5.如权利要求1~3之一所述的制备方法,其特征在于:步骤(1)加入聚偏氟乙烯后,在
50~60℃下充分搅拌,使聚偏氟乙烯完全溶解。
6.如权利要求5所述的制备方法,其特征在于:步骤(1)中,聚偏氟乙烯完全溶解后,于
50~60℃下静置2~3小时以脱除气泡。
7.如权利要求1~3之一所述的制备方法,其特征在于:步骤(2)中,所述均相铸膜液浇铸成湿膜的过程中环境湿度控制为25~35%,环境温度控制为20~25℃。
8.如权利要求1~3之一所述的制备方法,其特征在于:步骤(2)中,凝固浴的温度为22℃。