专利名称：一种羧甲基纤维素基可逆光致变色水凝胶及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种有机物为基体的水凝胶，尤其涉及一种羧甲基纤维素基的可逆光致变色水凝胶的制备方法，属于光致变色水凝胶领域。
背景技术：
光致变色材料在光化学反应中，其物理特性发生变化的同时折射率、相对介电常数、氧化还原势以及其几何结构也发生变化。因此，光致变色材料有许多潜在的应用领域，例如:感光测量和热测量、辐射测量、光开关、光滤波器、显示器、信息存储、太阳能转换、光调控、光信息基因材料等，尤其在生物应用方面，光致变色材料有着独特的优势，因为光波不会对相对脆弱的生物组织和器官产生损伤。与传统的光致变色材料相比，光致变色水凝胶具有良好的亲水性和生物相容性，在生物应用方面(比如药物载体、荧光标记等)有着很好的前景，这是因为水凝胶是由高分子组成的三维网络结构，在水中能够溶胀吸收大量的水分，但又不会溶解，在生物医药、组织工程、功能材料等相关领域得到了广泛的应用，如伤口敷裹、药物释放载体、人造器官等。目前，光致变色水凝胶一般都是由基体与光致变色材料复合而成的(FernandoPina and T.Alan Hatton.Photochromic Soft Materials: Flavylium CompoundsIncorporated into Pluronic F-127 Hydrogel Matrixes, 2008, 24(6): 2356-2364.潭连江，刘水平，陈彦模等.一种光致变色水凝胶的合成与表征[J].合成技术及应用，2011，26(1):11-14.)。光致变色水凝胶的应用前景广阔，制备光致变色水凝胶，基体材料以及变色材料的选择十分重要，同时要考虑到制备过程中是否需要使用交联剂。基体材料的选择，除要求其具有良好的亲水性外，还应考 虑其与变色材料的相互作用。制备水凝胶的高分子主要有两大类:一类为合成高分子，如丙烯酸、丙烯酰胺、丙烯酸酯等；另一类为天然高分子，如海藻酸、淀粉、纤维素、壳聚糖等。天然高分子制备的水凝胶相对于合成高分子具有很好的生物降解性和生物相容性等优点(景占鑫，孙晓锋，王海洪等.环境敏感型纤维素水凝胶及其在药物控释方面的应用[J].材料导报，2012，26(4):83-88.)。其中纤维素是自然界中最丰富的资源，将纤维素改性制备的羧甲基纤维素，当其取代度达到一定程度时，可以溶解在水中，形成澄清透明的溶液，由于其具有生物降解性、生物相容性、安全无毒等特点，已成为制备水凝胶的理想材料。磷钨酸是一种重要的杂多酸化合物，杂多酸可作为电子受体与有机给体形成电子给-受配合物，在紫外光激发下可发生配体到金属中心的电荷转移，从而表现出光致变色性质，多酸化合物与高分子材料的结合不仅有利于复合材料的可加工性，使该类光致变色材料的应用成为可能，并且可大大提高结构高分子参与电子转移和运输的能力，拓宽其应用范围。高分子凝胶形成的方式一般有两种，即化学交联和物理交联。化学方式交联剂常具有较大毒性，而物理交联凝胶是通过缠结点、微晶区等物理结合方式形成的，可避免使用交联剂。使用磷钨酸与羧甲基纤维素复合形成的光致变色水凝胶为物理交联，无需加入交联剂，避免了由于使用交联剂而弓I入有毒物质。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有的光致变色水凝胶基体生物相容性差、加工需加入有毒的交联剂的问题，提供一种简单的纤维素基可逆光致变色水凝胶及其制备方法。本发明的目的是通过下述技术方案来实现的:
一种羧甲基纤维素基可逆光致变色水凝胶，本发明的基体为利用常规非均相方法制备的不同取代度的羧甲基纤维素，水凝胶是由羧甲基纤维素水溶液和磷钨酸水溶液混合得至IJ，混合的方式是:将磷钨酸水溶液逐滴并缓慢加入到羧甲基纤维素水溶液中，同时用磁力搅拌混合；所述羧甲基纤维素水溶液的浓度在1%_5%之间，取代度在0.6-1.8之间，磷钨酸水溶液的浓度为5%-30%。以上羧甲基纤维素基可逆光致变色水凝胶的制备方法具体步骤如下:
步骤一、制备羧甲基纤维素水溶液，其浓度在1%_5%之间，取代度在0.6-1.8之间。步骤二、制备磷钨酸水溶液，浓度在5%-30%之间。步骤三、在磁力搅拌的条件下，将步骤二所得的磷钨酸水溶液与步骤一制得的羧甲基纤维素水溶液混合；磷钨酸水溶液与羧甲基纤维素钠水溶液质量比在1:1.7 2.0之间。步骤四、停止搅拌，静置2 h以上，即可得到羧甲基纤维素基可逆光致变色水凝胶。以上的步骤一中，所采用的羧甲基纤维素取代度范围适应性很宽，本发明选取了取代度在0.6-1.8之间。其考虑是:对于使用非均相法制备的羧甲基纤维素，若取代度低于
0.6，则羧甲基纤维素溶解性大幅下降，会导致凝胶透明性变差；若取代度高于1.8，则需要多次碱化和醚化，大大增加了不必要的成本。步骤三中所述的磷钨酸水溶液与羧甲基纤维素溶液的混合方式必须采用磷钨酸水溶液要逐滴、缓慢加入到羧甲基纤维素水溶液中。若将磷钨酸水溶液加入到羧甲基纤维素水溶液中改为其他方式如将羧甲基纤维素水溶液加入到磷钨酸水溶液中或直接将一定量的羧甲基纤维素溶解于磷钨酸水溶液中或将磷钨酸粉末直接加入到羧甲基纤维素水溶液中以及其他常规的混合方式，则无论羧甲基纤维素的取代度和浓度、磷钨酸的加入速度、磷钨酸的加入量怎样变化，都不能形成水凝胶。其他加入方式不能形成凝胶的原因，与形成凝胶的速率有关，本发明先溶解CMC，再滴加磷钨酸，控制了形成凝胶的速率，最终形成网状的结构，成为凝胶，其他加入方式如将CMC加入到磷钨酸溶液中时，由于体系中磷钨酸较多，在CMC表面先形成一层凝胶，凝胶中包含未溶解的CMC，经过搅拌，内部未溶解的CMC也逐渐形成凝胶，这样就形成了一个个独立的微凝胶颗粒，无法形成网状结构，只能以微凝胶的形式存在。本发明中，必须需要恰当地选择磷钨酸水溶液的滴加速度与羧甲基纤维素的取代度、羧甲基纤维素水溶液的浓度和磷钨酸水溶液的浓度，它们之间必须要合理匹配，因为，申请人发现在羧甲基纤维素取代度、水溶液浓度一定的条件下，最大滴加速度随磷钨酸水溶液浓度的增加而减小；在羧甲基纤维素取代度、磷钨酸溶液浓度一定的条件下，最大滴加速度随羧甲基纤维素浓度的减小而减 小；在羧甲基纤维素水溶液浓度、磷钨酸水溶液浓度不变的条件下，最大滴加速度随羧甲基纤维素取代度的增加而减小。经过大量的分析和研究，申请人认为，在本发明条件下，磷钨酸水溶液的加入速度最快不超过IOs/滴。本发明中，形成凝胶所需的磷钨酸的量与羧甲基纤维素的取代度、溶液中羧甲基纤维素的量有关，本发明的用量关系选择对水凝胶的形成至关重要。经申请人的研究得到:若要形成网络结构比较完整的水凝胶，磷钨酸的加入量要控制在一定范围内，加入量不足体系为溶液状态，加入量过多，则网络结构过于致密，不再具有水凝胶的吸水性能，形成坚硬的块体。在羧甲基纤维素溶液浓度一定的条件下，随着羧甲基纤维素取代度的升高，形成网络结构较为完整的水凝胶所需的磷钨酸的最低摩尔数与羧甲基纤维素中剩余羟基的摩尔数的比值增加，形成网络结构较为完整的水凝胶所需的磷钨酸的最高摩尔数与羧甲基纤维素中剩余羟基的摩尔数的比值增加，但最高摩尔数与最低摩尔数之差减小；在羧甲基纤维素取代度一定的条件下，随着羧甲基纤维素浓度的增加，形成网络结构较为完整的水凝胶所需的磷钨酸的最低摩尔数与羧甲基纤维素中剩余羟基的摩尔数的比值降低，形成网络结构较为完整的水凝胶所需的磷钨酸的最高摩尔数与羧甲基纤维素中剩余羟基的摩尔数的比值也降低，但最高摩尔数与最低摩尔数之差增大。例如，羧甲基纤维素溶液的浓度保持为2%不变，磷钨酸溶液浓度为10%不变，当羧甲基纤维素的取代度在0.6左右时，形成形态较好、网络完整的水凝胶所需的磷钨酸的摩尔数与羧甲基纤维素中剩余羟基的摩尔数的比值范围为0.02-0.06 ;当羧甲基纤维素的取代度为0.8左右时，形成形态较好、网络完整的水凝胶所需的磷钨酸的摩尔数与羧甲基纤维素中剩余羟基的摩尔数的比值范围为
0.04-0.07 ;当羧甲基纤维素的取代度为1.00左右时，形成形态较好、网络完整的水凝胶所需的磷钨酸的摩尔数与羧甲基纤维素中剩余羟基的摩尔数的比值范围为0.06-0.08 ;当羧甲基纤维素的取代度为1.8左右时，形成形态较好、网络完整的水凝胶所需的磷钨酸的摩尔数与羧甲基纤维素中剩余羟基的摩尔数的比值范围很小，其比值只能为0.30左右。可见本发明获得的产物，通过流变学 的表征，可以证明形成的羧甲基纤维素基水凝胶具有较为完整的网络结构，其网络结构与羧甲基纤维素的取代度以及磷钨酸的加入量有关。另外，步骤三中所述的磷钨酸水溶液与羧甲基纤维素水溶液混合时，羧甲基纤维素水溶液要置于磁力搅拌器上快速搅拌，速度大于lOOOrpm。本发明的有益效果:
1、本发明利用羧甲基纤维素表面的羟基与杂多阴离子结构的磷钨酸易形成氢键的特性，制备了物理交联的水凝胶，避免了使用有毒交联剂，羧甲基纤维素基体具有无毒无害，可再生，生物相容性好等优势。同时，羧甲基纤维素属于阴离子型纤维素衍生物，可作为高分子电子给体，磷钨酸是一种杂多酸，可作为电子受体，在光的照射下，电荷从高分子阴离子上转移到了杂多阴离子上，形成了混合价配合物一杂蓝，使复合物呈现蓝色，因此，制得的水凝胶可以发生光致变色反应，制备方法简便，产品无毒无害。2、用本方法制得的羧甲基纤维素水凝胶，无色透明，透光性高；具有良好的可降解性；将本发明获得的水凝胶在紫外灯下照射5 h，水凝胶变为蓝色，将已经变色的水凝胶置于暗处5 h，水凝胶又变为无色。即该水凝胶在紫外灯下照射，可以由无色逐渐转变为蓝色；将水凝胶置于暗处一段时间，颜色可恢复为无色。3、对制得的水凝胶进行流变学测试，发现凝胶的网络结构与羧甲基纤维素的取代度及磷钨酸的加入量有关。在可以形成凝胶的范围内，当磷钨酸的含量增加，水凝胶的储能模量增加，损耗模量变化减弱，网络结构更紧密。4、通过分别对变色前后的水凝胶进行了吸光度和透过率的检测，发现水凝胶变色前，其在可见光的范围内透过率很高，可以达到92%以上，而且在紫外光的范围内完全不透过，水凝胶变色后，其在可见光范围内透过率有所降低，这是由于变色后的凝胶在可见光区域内吸收增强而引起的，变色后的凝胶在紫外光区域内依然完全不透过，说明这种水凝胶可以在强光下发生变色反应并有效阻隔紫外线，可见通过紫外-可见分光光度计对变色前后的水凝胶的吸光度和透光率进行表征，发现其在预防紫外线和强光照射方面有着十分重要的应用前景，可以应用于建筑、分光及其他有关领域。
图1为以取代度为1.00羧甲基纤维素为基体形成的一系列凝胶，其储能模量G’与损耗模量G’’随羧甲基纤维素与磷钨酸含量比例的变化情况；
图2为经过紫外光照射变色后的水凝胶a与变色前的水凝胶b的对比 图3为经过紫外光照射变色后的水凝胶与变色前的水凝胶的透过率对比 图4为经过紫外光照射变色后的水凝胶与变色前的水凝胶的吸光度对比图。
具体实施例方式下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。实施例1
步骤一、将0.60 g取代度为1.0的CMC加入到20g水中，搅拌至溶解；
步骤二、取0.80 g磷钨酸加入到IOg水中，震荡至溶解；
1、步骤三、在磁力搅拌的条件下，将磷钨酸溶液缓慢滴加到CMC溶液中，搅拌速度大于IOOOrpm ；
步骤四、滴加结束后，停止搅拌，静置2 h；
采用以上的用量和制备方法不能形成水凝胶，其原因是磷钨酸加入量不足。实施例2
步骤一、将0.60 g取代度为1.0的CMC加入到20g水中，搅拌至溶解；
步骤二、取0.83 g磷钨酸加入到IOg水中，震荡至溶解；
步骤三、在磁力搅拌的条件下，将磷钨酸溶液缓慢滴加到CMC溶液中，搅拌速度大于lOOOrpm,磷鹤酸溶液不超过IOs/滴；
步骤四、滴加结束后，停止搅拌，静置2 h，得到可逆光致变色水凝胶。将所得水凝胶在紫外灯下照射5 h左右，水凝胶变为蓝色，将已经变色的水凝胶置于暗处5 h左右，水凝胶又变为无色。
实施例3
步骤一、将0.60g取代度为1.0的CMC加入到20g水中，搅拌至溶解；
步骤二、取0.83 g磷钨酸加入到IOg水中，震荡至溶解；
步骤三、在磁力搅拌的条件下，将CMC溶液缓慢滴加到磷钨酸溶液中；
步骤四、滴加结束后，停止搅拌，静置2 h；
不能形成水凝胶，原因是CMC和磷钨酸溶液两者加入的方式不对。
实施例4
步骤一、取0.83 g磷钨酸加入到30g水中，震荡至溶解；
步骤二、将0.60g取代度为1.0的CMC加入到磷钨酸水溶液中，搅拌至溶解；
步骤三、CMC全部溶解后，停止搅拌，静置2 h ；
不能形成水凝胶。实施例5
步骤一、将0.60 g取代度为1.0的CMC加入到20g水中，搅拌至溶解；
步骤二、取0.85g磷钨酸加入到IOg水中，震荡至溶解；
步骤三、在磁力搅拌的条件下，将磷钨酸溶液缓慢滴加到CMC溶液中，搅拌速度大于lOOOrpm,磷鹤酸溶液不超过IOs/滴；
步骤四、滴加结束后，停止搅拌，静置2 h，形成可逆光致变色水凝胶。 将所得水凝胶在紫外灯下照射5 h左右，水凝胶变为蓝色，将已经变色的水凝胶置于暗处5 h左右，水凝胶又变为无色。实施例6
步骤一、将0.60 g取代度为1.0的CMC加入到20g水中，搅拌至溶解；
步骤二、取0.90 g磷 钨酸加入到IOg水中，震荡至溶解；
步骤三、在磁力搅拌的条件下，将磷钨酸溶液缓慢滴加到CMC溶液中，搅拌速度大于lOOOrpm,磷鹤酸溶液不超过IOs/滴；
步骤四、滴加结束后，停止搅拌，静置2 h，形成可逆光致变色水凝胶。将所得水凝胶在紫外灯下照射5 h左右，水凝胶变为蓝色，将已经变色的水凝胶置于暗处5 h左右，水凝胶又变为无色。实施例7
步骤一、将0.60 g取代度为1.0的CMC加入到20g水中，搅拌至溶解；
步骤二、取0.95 g磷钨酸加入到IOg水中，震荡至溶解；
步骤三、在磁力搅拌的条件下，将磷钨酸溶液缓慢滴加到CMC溶液中，搅拌速度大于lOOOrpm,磷鹤酸溶液不超过IOs/滴；
步骤四、滴加结束后，停止搅拌，静置2 h，形成可逆光致变色水凝胶。将所得水凝胶在紫外灯下照射5 h左右，水凝胶变为蓝色，将已经变色的水凝胶置于暗处5 h左右，水凝胶又变为无色。实施例8
步骤一、将0.60 g取代度为1.0的CMC加入到20g水中，搅拌至溶解；
步骤二、取1.00 g磷钨酸加入到IOg水中，震荡至溶解；
步骤三、在磁力搅拌的条件下，将磷钨酸溶液缓慢滴加到CMC溶液中，搅拌速度大于lOOOrpm,磷鹤酸溶液不超过IOs/滴；
步骤四、滴加结束后，停止搅拌，静置2 h，形成可逆光致变色水凝胶。将所得水凝胶在紫外灯下照射5 h左右，水凝胶变为蓝色，将已经变色的水凝胶置于暗处5 h左右，水凝胶又变为无色。实施例9
步骤一、将0.60 g取代度为1.0的CMC加入到20g水中，搅拌至溶解；步骤二、取1.10 g磷鹤酸加入到IOg水中，震荡至溶解；
步骤三、在磁力搅拌的条件下，将磷钨酸溶液缓慢滴加到CMC溶液中；
步骤四、滴加结束后，停止搅拌，静置2 h；
不能形成水凝胶，原因是磷钨酸过量。实施例10
步骤一、将0.60 g取代度为0.86的CMC加入到20g水中，搅拌至溶解；
步骤二、取0.70 g磷钨酸加入到IOg水中，震荡至溶解；
步骤三、在磁力搅拌的条件下，将磷钨酸溶液缓慢滴加到CMC溶液中；
步骤四、滴加结束后，停止搅拌，静置2 h；
不能形成水凝胶，原因是磷钨酸不足。实施例11
步骤一、将0.60 g取代度为0.86的CMC加入到20g水中，搅拌至溶解；
步骤二、取0.80g磷钨酸加入到IOg水中，震荡至溶解；
步骤三、在磁力搅拌的条件下，将磷钨酸溶液缓慢滴加到CMC溶液中，搅拌速度大于lOOOrpm,磷鹤酸溶液不超过IOs/滴； 步骤四、滴加结束后，停止搅拌，静置2 h，形成可逆光致变色水凝胶。 将所得水凝胶在紫外灯下照射5 h左右，水凝胶变为蓝色，将已经变色的水凝胶置于暗处5 h左右，水凝胶又变为无色。实施例12
步骤一、将0.60 g取代度为0.86的CMC加入到20g水中，搅拌至溶解；
步骤二、取0.90 g磷钨酸加入到IOg水中，震荡至溶解；
步骤三、在磁力搅拌的条件下，将磷钨酸溶液缓慢滴加到CMC溶液中，搅拌速度大于lOOOrpm,磷鹤酸溶液不超过IOs/滴；
步骤四、滴加结束后，停止搅拌，静置2 h，形成可逆光致变色水凝胶。将所得水凝胶在紫外灯下照射5 h左右，水凝胶变为蓝色，将已经变色的水凝胶置于暗处5 h左右，水凝胶又变为无色，其过程参见图2、图3和4。实施例13
步骤一、将0.60g取代度为0.86的CMC加入到20g水中，搅拌至溶解；
步骤二、取1.00 g磷钨酸加入到IOg水中，震荡至溶解；
步骤三、在磁力搅拌的条件下，将磷钨酸溶液缓慢滴加到CMC溶液中，搅拌速度大于lOOOrpm,磷鹤酸溶液不超过IOs/滴；
步骤四、滴加结束后，停止搅拌，静置2 h，形成可逆光致变色水凝胶。将所得水凝胶在紫外灯下照射5 h左右，水凝胶变为蓝色，将已经变色的水凝胶置于暗处5 h左右，水凝胶又变为无色。实施例14
步骤一、将0.60g取代度为0.86的CMC加入到20g水中，搅拌至溶解；
步骤二、取1.1Og磷鹤酸加入到IOg水中，震荡至溶解；
步骤三、在磁力搅拌的条件下，将磷钨酸溶液缓慢滴加到CMC溶液中，搅拌速度大于lOOOrpm,磷鹤酸溶液不超过IOs/滴；步骤四、滴加结束后，停止搅拌，静置2 h，形成可逆光致变色水凝胶。将所得水凝胶在紫外灯下照射5 h左右，水凝胶变为蓝色，将已经变色的水凝胶置于暗处5 h左右，水凝胶又变为无色。实施例15
步骤一、将0.60g取代度为0.86的CMC加入到20g水中，搅拌至溶解；
步骤二、取1.15 g磷钨酸加入到IOg水中，震荡至溶解；
步骤三、在磁力搅拌的条件下，将磷钨酸溶液缓慢滴加到CMC溶液中；
步骤四、滴加结束后，停止搅拌，静置2 h；
不能形成水凝胶，原因是磷钨酸过量。实施例16
步骤一、将0.60g取代度为0.86的CMC加入到20g水中，搅拌至溶解；
步骤二、取0.90g磷钨酸加入到IOg水中，震荡至溶解；
步骤三、在磁力搅拌的条件下，将CMC溶液缓慢滴加到磷钨酸溶液中；
步骤四、滴加结束后，停止搅拌，静置2 h；
不能形成水凝胶。
实施例17
步骤一、将0.60g取代度为0.6的CMC加入到20g水中，搅拌至溶解；
步骤二、取0.55g磷钨酸加入到IOg水中，震荡至溶解；
步骤三、在磁力搅拌的条件下，将磷钨酸溶液缓慢滴加到CMC溶液中，搅拌速度大于lOOOrpm,磷鹤酸溶液不超过IOs/滴；
步骤四、滴加结束后，停止搅拌，静置2 h，形成可逆光致变色水凝胶。 将所得水凝胶在紫外灯下照射5 h左右，水凝胶变为蓝色，将已经变色的水凝胶置于暗处5 h左右，水凝胶又变为无色。实施例18
步骤一、将0.60 g取代度为0.6的CMC加入到20g水中，搅拌至溶解；
步骤二、取1.0Og磷钨酸加入到IOg水中，震荡至溶解；
步骤三、在磁力搅拌的条件下，将磷钨酸溶液缓慢滴加到CMC溶液中，搅拌速度大于lOOOrpm,磷鹤酸溶液不超过IOs/滴；
步骤四、滴加结束后，停止搅拌，静置2 h，形成可逆光致变色水凝胶。将所得水凝胶在紫外灯下照射5 h左右，水凝胶变为蓝色，将已经变色的水凝胶置于暗处5 h左右，水凝胶又变为无色。实施例19
步骤一、将0.60g取代度为1.8的CMC加入到20g水中，搅拌至溶解；
步骤二、取2.05g磷钨酸加入到IOg水中，震荡至溶解；
步骤三、在磁力搅拌的条件下，将磷钨酸溶液缓慢滴加到CMC溶液中，搅拌速度大于lOOOrpm,磷鹤酸溶液不超过IOs/滴；
步骤四、滴加结束后，停止搅拌，静置2 h，形成可逆光致变色水凝胶。将所得水凝胶在紫外灯下照射5 h左右，水凝胶变为蓝色，将已经变色的水凝胶置于暗处5 h左右，水凝胶又变为无色。
实施例20
步骤一、将0.60g取代度为1.8的CMC加入到20g水中，搅拌至溶解；
步骤二、取2.1Og磷钨酸加入到IOg水中，震荡至溶解；
步骤三、在磁力搅拌的条件下，将磷钨酸溶液缓慢滴加到CMC溶液中，搅拌速度大于lOOOrpm,磷鹤酸溶液不超过IOs/滴；
步骤四、滴加结束后，停止搅拌，静置2 h，形成可逆光致变色水凝胶。将所得水凝胶 在紫外灯下照射5 h左右，水凝胶变为蓝色，将已经变色的水凝胶置于暗处5 h左右，水凝胶又变为无色。
权利要求
1.一种羧甲基纤维素基可逆光致变色水凝胶，其特征在于:其是由羧甲基纤维素水溶液和磷钨酸水溶液混合得到，混合的方式是:将磷钨酸水溶液逐滴并缓慢加入到羧甲基纤维素水溶液中，同时用磁力搅拌混合；所述羧甲基纤维素水溶液的浓度在1%-5%之间，取代度在0.6-1.8之间，磷钨酸水溶液的浓度为5%-30%。
2.一种羧甲基纤维素基可逆光致变色水凝胶的制备方法，其特征在于:包括如下步骤: 步骤一、制备羧甲基纤维素水溶液，羧甲基纤维素水溶液的浓度在1%_5%之间，羧甲基纤维素的取代度在0.6-1.8之间； 步骤二、制备磷钨酸水溶液，浓度为5%-30% ； 步骤三、在磁力搅拌下，将步骤二所得的磷钨酸水溶液与步骤一制得的羧甲基纤维素水溶液混合，磷钨酸水溶液与羧甲基纤维素钠水溶液质量比在1:1.7 2.0之间，混合方式为磷钨酸水溶液逐滴并缓慢加入到羧甲基纤维素水溶液中； 步骤四、停止搅 拌，静置2 h以上，即可得到羧甲基纤维素基可逆光致变色水凝胶。
3.根据权利要求2所述的羧甲基纤维素基可逆光致变色水凝胶制备方法，其特征在于:磷钨酸水溶液滴加的速度最快不超过IOs/滴。
4.根据权利要求2所述的一种羧甲基纤维素基可逆光致变色水凝胶制备方法，其特征在于:所述磁力搅拌的速度大于lOOOrpm。
全文摘要
本发明涉及一种羧甲基纤维素基可逆光致变色水凝胶的制备方法，其是将不同取代度的羧甲基纤维素溶解于水中，配制成羧甲基纤维素水溶液，然后配制磷钨酸水溶液，在不断搅拌的条件下，将磷钨酸溶液与羧甲基纤维素水溶液混合，控制磷钨酸的加入方式及加入量，最后，停止搅拌，静置2h，得到羧甲基纤维素基水凝胶。通过流变学的表征，所形成的羧甲基纤维素基水凝胶具有较为完整的网络结构，其网络结构与羧甲基纤维素的取代度以及磷钨酸的加入量有关。通过紫外-可见分光光度计对变色前后的水凝胶的吸光度和透光率进行表征，发现其在预防紫外线和强光照射方面有着十分重要的应用前景，可用在建筑材料、分光材料及许多其他相关领域。
文档编号C08L1/26GK103224631SQ20131016050
公开日2013年7月31日 申请日期2013年5月3日 优先权日2013年5月3日
发明者邵自强, 王茜, 李友琦, 王飞俊, 谢莹, 陈洋溢, 王文俊, 李永红 申请人:北京理工大学, 重庆力宏精细化工有限公司, 北京北方世纪纤维素技术开发有限公司