Page 95 - 《精细化工》2023年第8期
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第 8 期                    韩镕辉,等:  基于聚偏氟乙烯复合结构色材料的制备与性能                                   ·1709·


            PVDF/PS@SiO 2 结构色材料具有优异的柔韧性。在                      红、绿、蓝 3 种颜色的 PVDF/PS@SiO 2 结构色材料,
            100 次卷曲实验后,对材料的微观结构进行了 SEM                         结果见图 9。基于该结构色材料良好的稳定性,可
            表征,结果如图 7 所示。                                      以应用于显示、装饰和有色塑料等领域。













            图 7  PVDF/PS@SiO 2 结构色材料卷曲后的表面(a)和
                  截面(b)SEM 图

            Fig. 7    Surface (a) and cross-section (b) SEM images PVDF/   图 9  PVDF/PS@SiO 2 结构色材料的图案化
                   PS@SiO 2  structural color material after curling   Fig. 9    Pattern of PVDF/PS@SiO 2  structural color material

                 由图 7a 可以发现,PVDF/PS@SiO 2 结构色材料                3   结论
            仍保持了原始的阵列结构。由图 7b 可见,材料也维
            持了有序的三维阵列结构。                                           本文以粒径为 261、238 和 195 nm 的 PS@SiO 2
                 热稳定性对材料的应用也至关重要。                              微球组装得到的光子晶体阵列为基质,在其阵列空
            PVDF/PS@SiO 2 结构色材料的 TGA 曲线见图 8。                   隙填充 PVDF 树脂后,构筑了红、绿、蓝 3 种颜色
                                                               的 PVDF/PS@SiO 2 结构色材料,该结构色材料具有
                                                               优异的稳定性,在摩擦 100 次后,其反射率仍保持
                                                               摩擦前反射率的 50%以上。材料具有优异的抗拉伸
                                                               性能与柔性,其拉伸断裂应力达到 22.28 MPa,在卷
                                                               曲 100 次后,材料的微观结构依旧保持稳定。此外,
                                                               基于 PVDF 的热稳定性,本文制备的复合结构色材
                                                               料具有优异的热稳定性,其在显示、装饰和有色塑
                                                               料等领域具有广泛的应用前景。

                                                               参考文献:

                                                               [1]   DOUCT S M,  MEADOWS M  G. Iridescence: A functional
                图 8  PVDF/PS@SiO 2 结构色材料的 TGA 曲线                   perspective[J]. Journal of the Royal  Society Interface,  2009, 6:
             Fig. 8    TGA curve of PVDF/PS@SiO 2  structural color material   [2]   115-132.
                                                                   LI Y Z, LU Z H, YIN H W, et al. Structural origin of the brown color
                                                                   of barbules in male peacock tail feathers[J]. Physical Review E,
                                                                   2005, 72(1): 0109021.
                 由图 8 可以发现,材料在 250  ℃以下有极其轻
                                                               [3]   DIAO Y Y, LIU X Y. Mysterious coloring: Structural origin of color
            微的失重;在 340~400  ℃有部分失重,此温度为 PS                         mixing for two breeds of Papilio butterflies[J]. Opt Express, 2011,
                                                                   19(10): 9232-9241.
            的分解;在 435  ℃达到最大降解速率,此温度为                          [4]   KINOSHITA S, YOSHIOKA S, MIYAZAKI J. Physics of structural
            PVDF 的分解温度。材料在 250  ℃以下不发生分解,                          colors[J]. Reports on Progress in Physics, 2008, 71(7): 076401.
                                                               [5]   CHEN K, FU Q  Q, YE S Y,  et al.  Multicolor printing using
            表明制备的结构色材料具备优异的热稳定性。                                   electric-field-responsive and photocurable photonic crystals[J].
            2.6  PVDF/PS@SiO 2 结构色材料的图案化                           Advanced Functional Materials, 2017, 27(43): 2209654.
                                                               [6]   DUMANLI A G, SAVIN T.  Recent advances in the biomimicry of
                 在电脑端输入图案,连接紫外激光打印机对粒                              structural colours[J]. Chemical Society Reviews, 2016, 45(24): 6698-
            径为 261、238 和 195 nm 的 PS@SiO 2 光子晶体进行                  6724.
                                                               [7]   FU Y L, TIPPETS C A, DONEV E U, et al. Structural colors: From
            激光刻蚀,得到图案化的 PS@SiO 2 光子晶体,即图                           natural to artificial systems[J].  WIREs Nanomedicine and
                                                                   Nanobiotechnology, 2016, 8(5): 758-775.
            案区域保持有序的 PS@SiO 2 结构,其他部分被激光                       [8]   LI Y C, FAN  Q S,  WANG X H,  et al. Shear-induced assembly of
            蚀刻破坏,该方法可以实现图案选择的多样性,只                                 liquid colloidal crystals for large-scale structural coloration  of
                                                                   textiles[J]. Advanced Functional Materials, 2021, 31(19): 2010746.
            要在电脑端输入图案,即可对光子晶体进行相应的                             [9]   ZHAO Y J, XIE Z Y, GU H C, et al. Bio-inspired variable structural
            图案化。然后,按照 1.2.2 节提到的方法填充 PVDF                          color materials[J]. Chemical Society Reviews, 2012, 41(8):
                                                                   3297-3317.
            溶液,待溶剂完全挥发后,得到分别得到图案化后                                                           (下转第 1719 页)
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