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基于旋涂法制备的智能光致变色膜

2020-08-06冯丽萍马世苹余佳洁范恒维

技术与市场 2020年8期

冯丽萍,马世苹,余佳洁,范恒维

(西北工业大学材料学院动力与能源学院航天学院,陕西 西安 710129)

0 引言

紫外线的危害、光污染等被人熟知,玻璃幕墙的运用更是加剧了光污染,因此遮光产品备受欢迎[1]。然而目前市面上已经存在的遮光产品均存在一定程度的缺陷:传统窗帘材料浪费、寿命短、安装繁杂;玻璃幕墙反射膜造成光污染、治标不治本;变色玻璃成本高、安装繁杂、防紫外线效果不好,市场正期待着拥有创新理念的新型防紫外线遮光产品。笔者开发的基于旋涂法制备的智能光致变色膜正是这样一种产品。

1 变色膜原理及制备

1.1 工作原理

在太阳光或者其他含有紫外线的光线照射条件下,变色膜使用的材料WO3和TiO2能产生光生电子-空穴对,价带上会产生空穴,电子则会跃迁到导带,ZnO作为催化剂,可以生成更多光生电子-空穴对。空穴能够分解WO3- TiO2复合结构上吸附的水分子,将其分解为H+和O2-,H+通过扩散或者库仑力的作用进入WO3内部,WO3与H+及光生电子一起反应生成蓝色的钨青铜,WO3-TiO2由无色变为蓝色,经过上述过程,紫外线被部分吸收[2]。另外长链大分子PEG-400的存在可以提升复合溶胶的附着性能,从而达到紧紧吸附水分的目的,从而可以提高变色速率和变色品质,使复合薄膜可见光区域的吸收光谱也发生变化。在膜的性能方面,通过大量实验证明,在WO3、TiO2、ZnO三者比例为16:2:1,且加入适量PEG-400时,其变色性能、吸光性能为最优。

以旋涂法将制备好的混合溶胶旋涂在PVC膜上,在制备过程中,通过加入适量的PVA提高膜与复合溶胶的黏度,待其旋涂均匀后,在一定温度下对薄膜进行干燥处理,得到非晶态的薄膜。……

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