一种基于聚碳酸酯二醇的结构色弹性体及其制备方法

1.本发明涉及蛋白石光子晶体材料技术领域，具体涉及一种基于聚碳酸酯二醇的结构色弹性体其制备方法及应用。


背景技术：

2.结构色是光波与纳米微结构相互作用而产生的颜色，其因具有颜色亮丽、颜色易调节、耐褪色等优点而受到广泛研究。其中光子晶体结构色是一种人工设计和制备结构色的有效手段。光子晶体是由两种或两种以上具有不同介电常数的介质材料按照一定的周期性顺序排列所形成的有序结构材料，其具有光子带隙，当光子带隙落在可见光范围内时，特定频率的可见光束则被禁止通过光子晶体传播，反射回去而显现结构色。很多研究者将光子晶体与弹性体相结合制备成结构色弹性体，机械变形过程中通过调节胶体粒子的晶格间距来调整其颜色，由于其易受拉力变色的特点，结构色弹性体在柔性可穿戴设备、人体运动检测、人体健康、人机互动中等领域具有广阔的应用前景。
3.tan等人将二氧化硅纳米颗粒掺入基于氨基端基聚(二甲基硅氧烷)和三氯铈之间金属配位相互作用的超分子弹性体基质中，制备了超分子结构色弹性体，其结构色无角度依存性且其具有良好的自修复(adv.mater.,2019,31(6):1805496)。li等人将碳包覆四氧化三铁纳米粒子通过超分子作用并入端氨基聚二甲基硅氧烷聚合物中，碳包覆四氧化三铁纳米粒子在聚合物分子链中呈短程有序排列，故其颜色无角度依存性，除此之外，其还可实现宽光谱响应且其切割口和划痕在激光和阳光的照射下可实现快速愈合(adv.funct.mater.2020,30(16):2000008)。中国专利号cn202010195856.4，名称为“一种制备具有力致变色能力的结构色色彩涂层的方法”该方法是先将聚合物基体材料和纳米粒子分散在溶剂中，形成前驱体分散液；然后利用溶剂挥发法或者喷涂法使所述前驱体分散液在预先设计的模具内或在预先设计的基底上去除所述溶剂得到具有力致变色能力的结构色色彩涂层。其中的纳米粒子通过组装部分有序的排列在聚合物基体中，能够使所述结构色色彩涂层表现出色彩，并且所述色彩将能够随着所述色彩涂层上的外力作用发生变化，产生力致变色。以上这些方法制备出的结构色弹性体机械强度低，抗蠕变性能较差，且颜色不够亮，很大程度上限制了该材料的实际应用。


技术实现要素：

4.为了解决以上方法制备的结构色弹性体存在的问题，本发明提供了一种具有高的机械强度且可自愈合的结构色弹性体及其制备方法，是用聚碳酸酯二醇、丙三醇和4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯构建一种新型的动态可逆交联聚合物网络，将组装好的光子晶体与此动态可逆交联聚合物网络进行复合，可以制备出一种具有光学功能稳定、高机械强度和较好的自愈合能力的光子弹性体。此光子弹性体可应用于人体关节运动检测，随着关节的运动，其颜色发生蓝移，表明其具有良好的可视化能力。
5.本发明目的之一在于提供一种基于聚碳酸酯二醇的结构色弹性体。
6.本发明目的之二在于提供上述基于聚碳酸酯二醇的结构色弹性体的制备方法。
7.本发明目的之三在于提供上述基于聚碳酸酯二醇的结构色弹性体的应用。
8.本发明所采取的技术方案是：
9.一种基于聚碳酸酯二醇的结构色弹性体由聚碳酸酯二醇弹性体与蛋白石光子晶体复合而成。所述基于聚碳酸酯二醇的弹性体由聚碳酸酯二醇、丙三醇和4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯在催化剂二月桂酸二丁基锡作用下通过本体聚合得到；所述光子晶体是由ps@sio2微球粒子自组装得到；所述ps@sio2微球粒子是由苯乙烯通过乳液聚合制备得到聚苯乙烯微球粒子之后，再用乙烯基三乙氧基硅烷对聚苯乙烯微球粒子进行包覆得到。
10.上述基于聚碳酸酯二醇的结构色弹性体的制备方法，包括以下步骤：
11.(1)将苯乙烯在十二烷基磺酸钠乳化作用下分散在去离子水中，再加入引发剂，通过乳液聚合，得到聚苯乙烯微球原液；表面活性剂十二烷基磺酸钠的量可以调控聚苯乙烯胶粒微球的大小；
12.(2)将步骤(1)制备的聚苯乙烯微球原液分散在去离子水中，在氨水的作用下，再加入乙烯基三乙氧基硅烷，对聚苯乙烯微球粒子进行包覆，得到ps@sio2微球粒子，对反应液进行离心，然后对离心后的ps@sio2洗涤，之后超声分散均匀于乙醇后，得到ps@sio2微球分散液；
13.(3)将ps@sio2微球分散液铺展到聚四氟乙烯模板上，在加热板上进行自组装，令其溶剂挥发完全后，会形成颜色亮丽的蛋白石光子晶体模板；
14.(4)将聚碳酸酯二醇、丙三醇、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯和二月桂酸二丁基锡混合均匀制成弹性体前驱液；
15.(5)将步骤(4)中的弹性体前驱液注入步骤(3)中的蛋白石光子晶体模板后，去除气泡后，再进行加热固化，得到基于聚碳酸酯二醇的结构色弹性体。
16.根据上文技术方案，优选的情况下，步骤(1)所述的十二烷基磺酸钠与苯乙烯的质量比为0.0043～0.0053：1。
17.根据上文技术方案，优选的情况下，步骤(1)所述的引发剂与苯乙烯的质量比为0.0067～0.01：1。
18.根据上文技术方案，优选的情况下，步骤(1)所述的去离子水与苯乙烯的质量比为9～10：1。
19.根据上文技术方案，优选的情况下，步骤(1)所述的引发剂是过硫酸钾或过硫酸铵。
20.根据上文技术方案，优选的情况下，步骤(1)所述的乳液聚合的反应条件为全程氮气保护。
21.根据上文技术方案，优选的情况下，步骤(1)所述的乳液聚合的反应温度为80～90℃。
22.根据上文技术方案，优选的情况下，步骤(1)所述的乳液聚合的反应时间为4～6小时，反应时间可以调控微球的大小。
23.根据上文技术方案，优选的情况下，步骤(1)所述的聚苯乙烯微球粒子的粒径为438.6～497.8nm。
24.根据上文技术方案，优选的情况下，步骤(2)所述的去离子水与聚苯乙烯微球原液
体积比为28～30：1。
25.根据上文技术方案，优选的情况下，步骤(2)所述的氨水与聚苯乙烯微球原液体积比为1.5～1.67：1。
26.根据上文技术方案，优选的情况下，步骤(2)所述的乙烯基三乙氧基硅烷与聚苯乙烯微球原液体积比为0.33～0.5：1。
27.根据上文技术方案，优选的情况下，步骤(2)所述的包覆全过程，反应温度为20～30℃。
28.根据上文技术方案，优选的情况下，步骤(2)所述的包覆过程，反应时间为2～4小时。
29.根据上文技术方案，优选的情况下，步骤(2)所述包覆反应，加入氨水时的转速为500～600rpm。
30.根据上文技术方案，优选的情况下，步骤(2)所述包覆反应，加乙烯基三乙氧基硅烷的转速为300～350rpm。
31.根据上文技术方案，优选的情况下，步骤(2)所述对反应液离心时的离心速率为8000～9500rpm。
32.根据上文技术方案，优选的情况下，步骤(2)所述ps@sio2洗涤为：先用去离子水洗，再用无水乙醇洗，如去离子水洗的次数为3次，无水乙醇洗的次数为3次。
33.根据上文技术方案，优选的情况下，步骤(2)所述对用无水乙醇醇洗ps@sio2微球粒子的过程中，可以使用离心洗涤，离心的速率为6000～6500rpm。
34.根据上文技术方案，优选的情况下，步骤(2)所述无水乙醇洗过的ps@sio2微球粒子分散在适量无水乙醇中，如无水乙醇的用量为20～30ml。
35.根据上文技术方案，优选的情况下，步骤(2)所述分散在无水乙醇中的ps@sio2质量浓度为1％～5％。
36.根据上文技术方案，优选的情况下，步骤(3)所述ps@sio2微球粒子自组装的温度为40℃～60℃。
37.根据上文技术方案，优选的情况下，步骤(4)所述聚碳酸酯二醇与丙三醇的羟基的摩尔比为0.1～0.33：1。
38.根据上文技术方案，优选的情况下，步骤(4)所述聚碳酸酯二醇与丙三醇的羟基摩尔量总和与4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯的异氰酸酯的摩尔比为0.9～1.1：1。
39.根据上文技术方案，优选的情况下，步骤(4)所述聚碳酸酯二醇的重均分子量为1000g/mol～3000g/mol。
40.根据上文技术方案，优选的情况下，步骤(4)所述制备弹性体前驱液的温度控制在45～60℃。
41.根据上文技术方案，优选的情况下，步骤(4)所述二月桂酸二丁基锡的质量与反应物(聚碳酸酯二醇、丙三醇、4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯)总质量之比为0.6％～1％。
42.根据上文技术方案，优选的情况下，步骤(5)所述对注入弹性前驱液的光子晶体除气泡的手段是用油泵抽真空，即放入真空干燥箱进行抽真空。
43.根据上文技术方案，优选的情况下，步骤(5)所述对注入弹性前驱液的光子晶体除气泡时，抽真空的时间为1～2小时。
44.根据上文技术方案，优选的情况下，步骤(5)所述对注入弹性前驱液的光子晶体加热固化时的温度为60～80℃。
45.根据上文技术方案，优选的情况下，步骤(5)所述对注入弹性前驱液的光子晶体加热固化的时间为2～6小时。
46.本发明的有益效果：
47.(1)本发明具有良好的力致变色性能，随着对基于聚碳酸酯二醇的结构色弹性体施加应力，其颜色逐渐蓝移。在拉伸后颜色由红色逐渐蓝移至青绿色相应的其反射波长由610nm逐渐向短波方向移动至570nm，其颜色均一，光学性能优异。
48.(2)本发明的断裂伸长率可达5500％，机械强度可达4.5mpa，在80℃下自愈合48小时后，基于应力的自愈合效率可达74％，基于应变的自愈合效率可达84％。
49.(3)本发明可应用于人体关节运动检测，随着关节的运动，其颜色发生蓝移，具有良好的可视化能力，在可视化传感和智能可穿戴设备中具有潜在应用。
附图说明
50.图1为实施例1所述合成的ps微球和ps@sio2微球的扫描电镜图，其中a为ps微球，b为ps@sio2微球。
51.图2为实施例1-3中的基于聚碳酸酯二醇的结构色弹性体的拉伸应力应变曲线图。图示信息显示随着丙三醇交联剂的增加，弹性体的拉伸强度在增加，断裂伸长率在减小。
52.图3为实施例2中的基于聚碳酸酯二醇的结构色弹性体用手术刀在拉伸试样的中间切割深度为试样厚度一半的切口的样条在80℃下修复48个小时、未修复的样条及原始样条的拉伸应力应变曲线，图示信息显示该聚合物在80℃下自愈合48小时后，基于应力的自愈合效率可达74％，基于应变的自愈合效率可达84％。
53.图4为实施例2中的ps@sio2蛋白石光子晶体模板和基于聚碳酸酯二醇的结构色弹性体的反射光谱图。图示信息显示组装好的蛋白石光子晶体模板的反射波长为525nm，而基于聚碳酸酯二醇的结构色弹性体的反射波长为620nm，即组装好的蛋白石光子晶体模板被注入弹性体前驱液后，其反射波长发生红移，其原因是蛋白石光子晶体模板微球空隙的空气被弹性体所取代，有效折射率之差增加，根据布拉格公式，反射波长变大，发生红移。
54.图5为实施例2基于聚碳酸酯二醇的结构色弹性体截面扫描电镜图。图示信息显示组装好的蛋白石光子晶体模板被注入弹性体前驱液后，微球间距增加，形成非密堆积面心立方晶格。
55.图6为实施例2基于聚碳酸酯二醇的结构色弹性体拉伸数码照片，从左到右的施加力依次增加。图示信息显示拉伸后颜色由红色逐渐蓝移至青绿色。
56.图7为实施例2基于聚碳酸酯二醇的结构色弹性体拉伸反射光谱图。图示信息显示随着对基于聚碳酸酯二醇的结构色弹性体施加应力，其反射波长由610nm逐渐向短波方向移动至570nm，其反射波长随着应力的增加在逐渐减小。
具体实施方式
57.下面结合具体实施例，进一步详细阐述本发明，应当理解，实施例仅用于更好的解释本发明而不用于限制本发明。
58.本发明是一种基于聚碳酸酯二醇的结构色弹性体，该结构色弹性体由聚碳酸酯二醇弹性体与光子晶体复合而成。所述聚碳酸酯二醇弹性体由聚碳酸酯二醇、丙三醇和4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯在催化剂二月桂酸二丁基锡作用下通过本体聚合得到；所述光子晶体是由ps@sio2微球粒子自组装得到；所述ps@sio2微球粒子是由苯乙烯通过乳液聚合制备得到聚苯乙烯微球粒子之后，再用乙烯基三乙氧基硅烷对聚苯乙烯微球粒子进行包覆得到。该结构色弹性体在可视化传感和智能可穿戴设备中具有潜在应用。
59.实施例1
60.本实施例公开了一种基于聚碳酸酯二醇的结构色弹性体的制备方法，具体如下：
61.于250ml三口烧瓶中加入0.072g的十二烷基磺酸钠，再加入135ml去离子水，在80℃油浴温度下，以200rpm转速机械搅拌10分钟，混合均匀后，再加入15g苯乙烯，全程氮气保护，继续机械搅拌15分钟后，加入0.15g过硫酸钾引发剂，继续搅拌反应6小时后，停止反应，将反应液倒入备用烧杯中，在180w超声波清洗器中超声2小时后，封口备用。取上述制备好的3mlps原液于100ml三口烧瓶中，向烧瓶中加入57ml去离子水，以300rpm的转速搅拌10分钟混合均匀后，再向反应瓶中加入4.5ml氨水和27ml去离子水继续搅拌15分钟，再向反应瓶中逐滴加入1500μl乙烯基三乙氧基硅烷，在200rpm的转速下反应3小时左右。然后在6500rpm的转速下将反应液离心15分钟后，将离心管中的上清液倒掉，加入30ml去离子水后，将其放入180w超声波清洗器中超声20分钟，再将其放入离心机中以6500rpm的转速离心15分钟，之后再将上清液倒掉，以上述方式用去离子水将其清洗3次之后，向离心管中加入30ml无水乙醇，然后将其放入180w超声波清洗器中超声30分钟后，再将其放入离心机中以6000rpm的转速离心10分钟，将离心管中的上清液倒掉，继续加入30ml无水乙醇，继续重复用无水乙醇洗三次后，将清洗好的ps@sio2中加入30ml无水乙醇，放入180w超声波清洗器中超声30分钟后，将ps@sio2微球分散液铺展到聚四氟乙烯模板上，在45℃加热板上令其溶剂挥发完全后，会形成颜色亮丽的蛋白石光子晶体模板。
62.将重均分子量为2000g/mol的聚碳酸酯二醇放100℃真空干燥箱中抽真空3小时，取4g干燥后的聚碳酸酯二醇与0.01227g丙三醇置于20ml的样品瓶中，在50℃温度下，以700rpm的转速搅拌15分钟，混合均匀之后，加入625μl的4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯，在60℃反应温度下继续搅拌20分钟，将温度降至50℃，混合均匀后，加入1wt％的二月桂酸二丁基锡，以1000rpm的转速搅拌3分钟，将其注入上述组装好的ps@sio2蛋白石光子晶体模板中，并用玻璃板将其刮平，放入干燥箱，在室温下抽真空1小时后，放80℃烘箱中反应4小时，得到红色的基于聚碳酸酯二醇的结构色弹性体。
63.实施例2
64.本实施例公开了一种基于聚碳酸酯二醇的结构色弹性体的制备方法，具体如下：
65.于250ml三口烧瓶中加入0.072g的十二烷基磺酸钠，再加入135ml去离子水，在80℃油浴温度下，以200rpm转速机械搅拌10分钟，混合均匀后，再加入15g苯乙烯，全程氮气保护，继续机械搅拌15分钟后，加入0.15g过硫酸钾引发剂，继续搅拌反应6小时后，停止反应，将反应液倒入备用烧杯中，在180w超声波清洗器中超声2小时后，封口备用。取上述制备好的3mlps原液于100ml三口烧瓶中，向烧瓶中加入57ml去离子水，以300rpm的转速搅拌10分钟混合均匀后，再向反应瓶中加入4.5ml氨水和27ml去离子水继续搅拌15分钟，再向反应瓶中逐滴加入1500μl乙烯基三乙氧基硅烷，在200rpm的转速下反应3小时左右。然后在
6500rpm的转速下将反应液离心15分钟后，将离心管中的上清液倒掉，加入30ml去离子水后，将其放入180w超声波清洗器中超声20分钟，再将其放入离心机中以6500rpm的转速离心15分钟，之后再将上清液倒掉，以上述方式用去离子水将其清洗3次之后，向离心管中加入30ml无水乙醇，然后将其放入180w超声波清洗器中超声30分钟后，再将其放入离心机中以6000rpm的转速离心10分钟，将离心管中的上清液倒掉，继续加入30ml无水乙醇，继续重复用无水乙醇洗三次后，将清洗好的ps@sio2中加入30ml无水乙醇，放入180w超声波清洗器中超声30分钟后，将ps@sio2微球分散液铺展到聚四氟乙烯模板上，在45℃加热板上令其溶剂挥发完全后，会形成颜色亮丽的蛋白石光子晶体模板。
66.将重均分子量为2000g/mol的聚碳酸酯二醇放100℃真空干燥箱中抽真空3小时，取4g干燥后的聚碳酸酯二醇与0.0245g丙三醇置于20ml的样品瓶中，在50℃温度下，以700rpm的转速搅拌15分钟，混合均匀之后，加入680μl的4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯，在60℃反应温度下继续搅拌20分钟，将温度降至50℃，混合均匀后，加入1wt％的二月桂酸二丁基锡，以1000rpm的转速搅拌3分钟，将其注入上述组装好的ps@sio2蛋白石光子晶体模板中，并用玻璃板将其刮平，放入干燥箱，在室温下抽真空1小时后，放80℃烘箱中反应4小时，得到红色的基于聚碳酸酯二醇的结构色弹性体。
67.实施例3
68.本实施例公开了一种基于聚碳酸酯二醇的结构色弹性体的制备方法，具体如下：
69.于250ml三口烧瓶中加入0.072g的十二烷基磺酸钠，再加入135ml去离子水，在80℃油浴温度下，以200rpm转速机械搅拌10分钟，混合均匀后，再加入15g苯乙烯，全程氮气保护，继续机械搅拌15分钟后，加入0.15g过硫酸钾引发剂，继续搅拌反应6小时后，停止反应，将反应液倒入备用烧杯中，在180w超声波清洗器中超声2小时后，封口备用。取上述制备好的3mlps原液于100ml三口烧瓶中，向烧瓶中加入57ml去离子水，以300rpm的转速搅拌10分钟混合均匀后，再向反应瓶中加入4.5ml氨水和27ml去离子水继续搅拌15分钟，再向反应瓶中逐滴加入1500μl乙烯基三乙氧基硅烷，在200rpm的转速下反应3小时左右。然后在6500rpm的转速下将反应液离心15分钟后，将离心管中的上清液倒掉，加入30ml去离子水后，将其放入180w超声波清洗器中超声20分钟，再将其放入离心机中以6500rpm的转速离心15分钟，之后再将上清液倒掉，以上述方式用去离子水将其清洗3次之后，向离心管中加入30ml无水乙醇，然后将其放入180w超声波清洗器中超声30分钟后，再将其放入离心机中以6000rpm的转速离心10分钟，将离心管中的上清液倒掉，继续加入30ml无水乙醇，继续重复用无水乙醇洗三次后，将清洗好的ps@sio2中加入30ml无水乙醇，放入180w超声波清洗器中超声30分钟后，将ps@sio2微球分散液铺展到聚四氟乙烯模板上，在45℃加热板上令其溶剂挥发完全后，会形成颜色亮丽的蛋白石光子晶体模板。
70.将重均分子量为2000g/mol的聚碳酸酯二醇放100℃真空干燥箱中抽真空3小时，取4g干燥后的聚碳酸酯二醇与0.0409g丙三醇置于20ml的样品瓶中，在50℃温度下，以700rpm的转速搅拌15分钟，混合均匀之后，加入755μl的4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯，在60℃反应温度下继续搅拌20分钟，将温度降至50℃，混合均匀后，加入1wt％的二月桂酸二丁基锡，以1000rpm的转速搅拌3分钟，将其注入上述组装好的ps@sio2蛋白石光子晶体模板中，并用玻璃板将其刮平，放入干燥箱，在室温下抽真空1小时后，放80℃烘箱中反应4小时，得到红色的基于聚碳酸酯二醇的结构色弹性体。
71.实施例4
72.本实施例公开了一种基于聚碳酸酯二醇的结构色弹性体的制备方法，具体如下：
73.于250ml三口烧瓶中加入0.065g的十二烷基磺酸钠，再加入135ml去离子水，在80℃油浴温度下，以200rpm转速机械搅拌10分钟，混合均匀后，再加入15g苯乙烯，全程氮气保护，继续机械搅拌15分钟后，加入0.15g过硫酸钾引发剂，继续搅拌反应6小时后，停止反应，将反应液倒入备用烧杯中，在180w超声波清洗器中超声2小时后，封口备用。取上述制备好的3mlps原液于100ml三口烧瓶中，向烧瓶中加入57ml去离子水，以300rpm的转速搅拌10分钟混合均匀后，再向反应瓶中加入4.5ml氨水和27ml去离子水继续搅拌15分钟，再向反应瓶中逐滴加入1500μl乙烯基三乙氧基硅烷，在200rpm的转速下反应3小时左右。然后在6500rpm的转速下将反应液离心15分钟后，将离心管中的上清液倒掉，加入30ml去离子水后，将其放入180w超声波清洗器中超声20分钟，再将其放入离心机中以6500rpm的转速离心15分钟，之后再将上清液倒掉，以上述方式用去离子水将其清洗3次之后，向离心管中加入30ml无水乙醇，然后将其放入180w超声波清洗器中超声30分钟后，再将其放入离心机中以6000rpm的转速离心10分钟，将离心管中的上清液倒掉，继续加入30ml无水乙醇，继续重复用无水乙醇洗三次后，将清洗好的ps@sio2中加入30ml无水乙醇，放入180w超声波清洗器中超声30分钟后，将ps@sio2微球分散液铺展到聚四氟乙烯模板上，在45℃加热板上令其溶剂挥发完全后，会形成颜色亮丽的蛋白石光子晶体模板。
74.将重均分子量为2000g/mol的聚碳酸酯二醇放100℃真空干燥箱中抽真空3小时，取4g干燥后的聚碳酸酯二醇与0.0245g丙三醇置于20ml的样品瓶中，在50℃温度下，以700rpm的转速搅拌15分钟，混合均匀之后，加入680μl的4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯，在60℃反应温度下继续搅拌20分钟，将温度降至50℃，混合均匀后，加入1wt％的二月桂酸二丁基锡，以1000rpm的转速搅拌3分钟，将其注入上述组装好的ps@sio2蛋白石光子晶体模板中，并用玻璃板将其刮平，放入干燥箱，在室温下抽真空1小时后，放80℃烘箱中反应4小时，得到橙色的基于聚碳酸酯二醇的结构色弹性体。
75.实施例5
76.本实施例公开了一种基于聚碳酸酯二醇的结构色弹性体的制备方法，具体如下：
77.于250ml三口烧瓶中加入0.068g的十二烷基磺酸钠，再加入135ml去离子水，在80℃油浴温度下，以200rpm转速机械搅拌10分钟，混合均匀后，再加入15g苯乙烯，全程氮气保护，继续机械搅拌15分钟后，加入0.15g过硫酸钾引发剂，继续搅拌反应6小时后，停止反应，将反应液倒入备用烧杯中，在180w超声波清洗器中超声2小时后，封口备用。取上述制备好的3mlps原液于100ml三口烧瓶中，向烧瓶中加入57ml去离子水，以300rpm的转速搅拌10分钟混合均匀后，再向反应瓶中加入4.5ml氨水和27ml去离子水继续搅拌15分钟，再向反应瓶中逐滴加1500μl乙烯基三乙氧基硅烷，在200rpm的转速下反应3小时左右。然后在6500rpm的转速下将反应液离心15分钟后，将离心管中的上清液倒掉，加入30ml去离子水后，将其放入180w超声波清洗器中超声20分钟，再将其放入离心机中以6500rpm的转速离心15分钟，之后再将上清液倒掉，以上述方式用去离子水将其清洗3次之后，向离心管中加入30ml无水乙醇，然后将其放入180w超声波清洗器中超声30分钟后，再将其放入离心机中以6000rpm的转速离心10分钟，将离心管中的上清液倒掉，继续加入30ml无水乙醇，继续重复用无水乙醇洗三次后，将清洗好的ps@sio2中加入30ml无水乙醇，放入180w超声波清洗器中超声30分钟
后，将ps@sio2微球分散液铺展到聚四氟乙烯模板上，在45℃加热板上令其溶剂挥发完全后，会形成颜色亮丽的蛋白石光子晶体模板。
78.将重均分子量为2000g/mol的聚碳酸酯二醇放100℃真空干燥箱中抽真空3小时，取4g干燥后的聚碳酸酯二醇与0.0245g丙三醇置于20ml的样品瓶中，在50℃温度下，以700rpm的转速搅拌15分钟，混合均匀之后，加入680μl的4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯，在60℃反应温度下继续搅拌20分钟，将温度降至50℃，混合均匀后，加入1wt％的二月桂酸二丁基锡，以1000rpm的转速搅拌3分钟，将其注入上述组装好的ps@sio2蛋白石光子晶体模板中，并用玻璃板将其刮平，放入干燥箱，在室温下抽真空1小时后，放80℃烘箱中反应4小时，得到红色的基于聚碳酸酯二醇的结构色弹性体。
79.实施例6
80.本实施例公开了一种基于聚碳酸酯二醇的结构色弹性体的制备方法，具体如下：
81.于250ml三口烧瓶中加入0.075g的十二烷基磺酸钠，再加入135ml去离子水，在80℃油浴温度下，以200rpm转速机械搅拌10min，混合均匀后，再加入15g苯乙烯，全程氮气保护，继续机械搅拌15min后，加入0.15g过硫酸钾引发剂，继续搅拌反应6h后，停止反应，将反应液倒入备用烧杯中，在180w超声波清洗器中超声2小时后，封口备用。取上述制备好的3mlps原液于100ml三口烧瓶中，向烧瓶中加入57ml去离子水，以300rpm的转速搅拌10分钟混合均匀后，再向反应瓶中加入4.5ml氨水和27ml去离子水继续搅拌15分钟，再向反应瓶中逐滴加入1500μl乙烯基三乙氧基硅烷，在200rpm的转速下反应3小时左右。然后在6500rpm的转速下将反应液离心15分钟后，将离心管中的上清液倒掉，加入30ml去离子水后，将其放入180w超声波清洗器中超声20分钟，再将其放入离心机中以6500rpm的转速离心15分钟，之后再将上清液倒掉，以上述方式用去离子水将其清洗3次之后，向离心管中加入30ml无水乙醇，然后将其放入180w超声波清洗器中超声30分钟后，再将其放入离心机中以6000rpm的转速离心10分钟，将离心管中的上清液倒掉，继续加入30ml无水乙醇，继续重复用无水乙醇洗三次后，将清洗好的ps@sio2中加入30ml无水乙醇，放入180w超声波清洗器中超声30分钟后，将ps@sio2微球分散液铺展到聚四氟乙烯模板上，在45℃加热板上令其溶剂挥发完全后，会形成颜色亮丽的蛋白石光子晶体模板。
82.将重均分子量为2000g/mol的聚碳酸酯二醇放100℃真空干燥箱中抽真空3小时，取4g干燥后的聚碳酸酯二醇与0.0245g丙三醇置于20ml的样品瓶中，在50℃温度下，以700rpm的转速搅拌15分钟，混合均匀之后，加入680μl的4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯，在60℃反应温度下继续搅拌20分钟，将温度降至50℃，混合均匀后，加入1wt％的二月桂酸二丁基锡，以1000rpm的转速搅拌3分钟，将其注入上述组装好的ps@sio2蛋白石光子晶体模板中，并用玻璃板将其刮平，放入干燥箱，在室温下抽真空1小时后，放80℃烘箱中反应4小时，得到红色的基于聚碳酸酯二醇的结构色弹性体。
83.实施例7
84.本实施例公开了一种基于聚碳酸酯二醇的结构色弹性体的制备方法，具体如下：
85.于250ml三口烧瓶中加入0.072g的十二烷基磺酸钠，再加入135ml去离子水，在80℃油浴温度下，以200rpm转速机械搅拌10分钟，混合均匀后，再加入15g苯乙烯，全程氮气保护，继续机械搅拌15分钟后，加入0.15g过硫酸钾引发剂，继续搅拌反应6小时后，停止反应，将反应液倒入备用烧杯中，在180w超声波清洗器中超声2小时后，封口备用。取上述制备好
的3mlps原液于100ml三口烧瓶中，向烧瓶中加入57ml去离子水，以300rpm的转速搅拌10分钟混合均匀后，再向反应瓶中加入5ml氨水和27ml去离子水继续搅拌15分钟，再向反应瓶中逐滴加入1000μl乙烯基三乙氧基硅烷，在200rpm的转速下反应3小时左右。然后在6500rpm的转速下将反应液离心15分钟后，将离心管中的上清液倒掉，加入30ml去离子水后，将其放入180w超声波清洗器中超声20分钟，再将其放入离心机中以6500rpm的转速离心15分钟，之后再将上清液倒掉，以上述方式用去离子水将其清洗3次之后，向离心管中加入30ml无水乙醇，然后将其放入180w超声波清洗器中超声30分钟后，再将其放入离心机中以6000rpm的转速离心10分钟，将离心管中的上清液倒掉，继续加入30ml无水乙醇，继续重复用无水乙醇洗三次后，将清洗好的ps@sio2中加入30ml无水乙醇，放入180w超声波清洗器中超声30分钟后，将ps@sio2微球分散液铺展到聚四氟乙烯模板上，在45℃加热板上令其溶剂挥发完全后，会形成颜色亮丽的蛋白石光子晶体模板。
86.将重均分子量为2000g/mol的聚碳酸酯二醇放100℃真空干燥箱中抽真空3小时，取4g干燥后的聚碳酸酯二醇与0.0245g丙三醇置于20ml的样品瓶中，在50℃温度下，以700rpm的转速搅拌15分钟，混合均匀之后，加入680μl的4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯，在60℃反应温度下继续搅拌20分钟，将温度降至50℃，混合均匀后，加入1wt％的二月桂酸二丁基锡，以1000rpm的转速搅拌3分钟，将其注入上述组装好的ps@sio2蛋白石光子晶体模板中，并用玻璃板将其刮平，放入干燥箱，在室温下抽真空1小时后，放80℃烘箱中反应4小时，得到橙色的基于聚碳酸酯二醇的结构色弹性体。
87.实施例8
88.本实施例公开了一种多孔彩色碳纤维材料的制备方法、具体如下：
89.于250ml三口烧瓶中加入0.072g的十二烷基磺酸钠，再加入135ml去离子水，在80℃油浴温度下，以200rpm转速机械搅拌10分钟，混合均匀后，再加入15g苯乙烯，全程氮气保护，继续机械搅拌15分钟后，加入0.15g过硫酸钾引发剂，继续搅拌反应6小时后，停止反应，将反应液倒入备用烧杯中，在180w超声波清洗器中超声2小时后，封口备用。取上述制备好的3mlps原液于100ml三口烧瓶中，向烧瓶中加入57ml去离子水，以300rpm的转速搅拌10分钟混合均匀后，再向反应瓶中加入4.5ml氨水和27ml去离子水继续搅拌15分钟，再向反应瓶中逐滴加入1500μl乙烯基三乙氧基硅烷，在200rpm的转速下反应4小时。然后在6500rpm的转速下将反应液离心15分钟后，将离心管中的上清液倒掉，加入30ml去离子水后，将其放入180w超声波清洗器中超声20分钟，再将其放入离心机中以6500rpm的转速离心15分钟，之后再将上清液倒掉，以上述方式用去离子水将其清洗3次之后，向离心管中加入30ml无水乙醇，然后将其放入180w超声波清洗器中超声30分钟后，再将其放入离心机中以6000rpm的转速离心10分钟，将离心管中的上清液倒掉，继续加入30ml无水乙醇，继续重复用无水乙醇洗三次后，将清洗好的ps@sio2中加入30ml无水乙醇，放入180w超声波清洗器中超声30分钟后，将ps@sio2微球分散液铺展到聚四氟乙烯模板上，在45℃加热板上令其溶剂挥发完全后，会形成颜色亮丽的蛋白石光子晶体模板。
90.将重均分子量为2000g/mol的聚碳酸酯二醇放100℃真空干燥箱中抽真空3小时，取4g干燥后的聚碳酸酯二醇与0.0245g丙三醇置于20ml的样品瓶中，在50℃温度下，以700rpm的转速搅拌15分钟，混合均匀之后，加入680μl的4,4'-二环己基甲烷二异氰酸酯，在60℃反应温度下继续搅拌20分钟，将温度降至50℃，混合均匀后，加入1wt％的二月桂酸二
丁基锡，以1000rpm的转速搅拌3分钟，将其注入上述组装好的ps@sio2蛋白石光子晶体模板中，并用玻璃板将其刮平，放入干燥箱，在室温下抽真空1小时后，放80℃烘箱中反应4小时，得到红色的基于聚碳酸酯二醇的结构色弹性体。