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基于光致变色纳米二氧化硅@萘并吡喃的湿法纺丝制备光驱动聚偏氟乙烯纤维

DOI:10.1016/j.apsusc.2018.11.203 期刊:Applied Surface Science 出版年份:2019 更新时间:2025-09-23 15:21:21
摘要: 通过干喷湿纺法成功制备了掺杂萘并吡喃功能化二氧化硅纳米颗粒(SiO2@NPT)的光响应性聚偏氟乙烯(PVDF)纤维。所引入的光致变色纳米材料SiO2@S1和SiO2@S2,是先将硅烷化的萘并吡喃衍生物S1和S2(2H-萘并[1,2-b]吡喃衍生物)通过共价后接枝法固定在粒径为15±3纳米的纳米级SiO2上制得。采用扫描电子显微镜结合能谱分析以及傅里叶变换红外光谱-衰减全反射(FTIR-ATR)技术对所得掺杂纤维PVDF@SiO2@S1和PVDF@SiO2@S2进行了形貌与化学表征。两种纤维的平均直径分别为133±8微米和98±7微米,且外表面呈多孔结构。通过观察聚合物基体中嵌入的致密团簇,证实了纤维内存在SiO2@NPT。此外,纤维的FTIR-ATR光谱显示PVDF基体由α和β晶相及非晶相组成。PVDF@SiO2@S1和PVDF@SiO2@S2纤维在紫外光和阳光照射下表现出光响应特性,具有快速的显色动力学和良好的光学对比度(ΔE*ab值分别为7.2和15.1),能在不到1分钟内分别从浅橙色和灰白色转变为更鲜艳的黄橙色和紫色。此外,它们初始褪色迅速,在30分钟内失去一半颜色(PVDF@SiO2@S1和PVDF@SiO2@S2纤维的半褪色时间t1/2分别为28分钟和20分钟),但残留颜色需要1小时和2小时才能恢复至初始无色状态(t3/4分别为95分钟和49分钟)。其中PVDF@SiO2@S2纤维展现出最佳的光致变色性能。
作者: Tania V. Pinto,Nelson Cardoso,Paula Costa,Céu M. Sousa,Nelson Dur?es,Carla Silva,Paulo J. Coelho,Clara Pereira,Cristina Freire
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通过干喷湿纺法制备掺杂萘并吡喃功能化二氧化硅纳米粒子(SiO2@NPT)的光响应性聚偏氟乙烯(PVDF)纤维,并评估其光致变色性能。

通过干喷湿纺法成功制备了掺杂光致变色萘并吡喃基二氧化硅纳米粒子的光响应性PVDF纤维,在紫外光和阳光照射下表现出良好的光响应特性,其中PVDF@SiO2@S2纤维展现出最佳的整体光致变色性能。

聚合物链中极性-CF2-基团的存在减缓了漂白过程,这是由于萘并吡喃分子开环颜色的稳定化作用。

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