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色彩随吸水量变化的复合物膜及其制法
    本发明涉及色彩能够根据膜的吸水量而变化的复合物膜及其制法。

    胆甾型液晶相在一定的条件下由于选择性反射可见光而呈现出鲜艳的色彩。但其色彩容易受到环境因素的影响而不稳定。如在吸收了水的情况下，选择性反射光的波长会发生位移，即选择性反射光地颜色发生变化。选择性反射光的颜色的变化与材料的吸水量具有一定的关系。因此，通过材料选择性反射光的颜色的变化，反映出材料的吸水量。具有胆甾型液晶相结构的固体复合物膜即具有胆甾型液晶相所特有的光学性质，又具有较好的稳定性。制备这种固体复合物膜主要有三个途径：1)通过热致性液晶的淬冷使之在较高温度下形成的胆甾型液晶相结构被固定下来；2)使溶致性胆甾型液晶相中的溶剂挥发，通过控制溶剂挥发的条件，获得具有胆甾型液晶相结构的固体膜；3)通过化学反应使流动的液晶态转变成固态从而保持胆甾型液晶相结构。这类固体复合物膜根据不同的制各条件一般具有单组份和双组份膜两种，如Tetsuo Tsutsui和Ryuichi Tanaka(Polymer,1980,21,1351)通过光引发聚合谷氨酸丁基酯(PBuLG)与三乙基乙二醇二甲基丙烯酸酯(TGDM)液晶溶液体系得到的PBuLG/PTGDM复合物彩色膜是一种双组份膜。虽然这种复合物膜具有较强的选择性反射光的能力，但是由于PBuLG成本很高，使其推广应用受到限制。又如S.N.Bhaclani和D.G.Gray(Mol.Cryst.Liq.Cryst.,1984,102,255)制备出了在一定温度范围内形成胆甾型液晶相并具有选择性反射可见光而呈现色彩的高分子材料。这种材料在一定条件下用光引发交联，可以得到该组份的固体的彩色膜。这种膜的色彩可以由聚合时的温度来控制。但是，聚合以后膜色彩基本上不随温度而变化。另外上述制备方法存在成本太高，或工艺复杂而难以控制，和选择性反射光的能力差等缺点。

    中国专利(申请号：97114236.x)公开了一种胆甾型固体彩色膜，其制法是将纤维素衍生物溶解于一种可以被聚合的单体中，形成胆甾型液晶溶液，然后将胆甾型液晶溶液中的溶剂，即可以聚合的单体通过自由基聚合反应聚合，使胆甾型液晶体系由流动态转变为固态，得到一种双组份的固体复合物膜。这种固体复合物膜由于具有胆甾型液晶相结构而选择性反射可见光，使其具有鲜艳的色彩。通过控制聚合条件和纤维素衍生物的含量可以调节复合物膜反射的可见光的波长，使其具有不同的色彩。

    本发明提供一种色彩随吸水量变化的复合物膜，这种复合物膜中的一个组份是纤维素衍生物，另一个组份是部分交联的吸水性高分子材料。这种复合物膜是利用纤维素衍生物在可生物，另一个组份是部分交联的吸水性高分子材料。这种复合物膜是利用纤维素衍生物在可聚合的单体中形成胆甾型液晶溶液，原位聚合溶剂，并使溶剂聚合后形成具有吸水性的高分子网状结构。复合物膜由于胆甾型液晶相选择性反射可见光呈现出色彩。膜的色彩随着膜含水量的增加，从蓝色向红色转变，最后变为无色。随着含水量的减少，膜的色彩又从无色逐步转变为红色，最后恢复到吸收前时的色彩。通过控制吸水高分子材料的交联程度，可以控制复合物膜的吸水量，并通过复合物膜的色彩显示出来。

    本发明所提供的复合物膜的制法包括如下的过程：采用纤维素衍生物与可聚合的单体(作为溶剂)按30-65wt％混合形成溶致性胆甾型液晶溶液，加入安息香及其衍生物或二苯酮类化合物作引发剂，用量为单体重量的0.5-5.0％，加入二乙烯苯、丙烯酸二乙烯酯类化合物作为交联剂，用量是单体用量的0.2-20％。将配制好的液晶溶液夹在两玻片间形成液膜。在紫外灯下照射聚合溶剂，使其形成部分交联的网状结构的复合物膜。聚合温度不高于35℃，聚合时间不超过20分钟。所采用的纤维素衍生物是乙基纤维素、乙基氰乙基纤维素、乙基醋酸纤维素等，吸水的高分子材料是聚丙烯酸、聚丙烯酰胺等。

    实施例

    将乙基氰乙基纤维素与丙烯酸按50∶50混合，加入适量的二苯甲酮和丙烯酸二乙烯酯。用玻璃棍搅拌均匀，在密封状态下于15-18℃放置一个星期后形成均匀的呈现出兰色的胆甾型液晶溶液。把该溶液夹于垫有0.3mm厚的聚四氟乙烯模具的玻璃片之间形成液晶溶液膜。用紫外光照射一定时间以后，丙烯酸聚合成为部分交联的聚丙烯酸，得到乙基氰乙基纤维素/部分交联聚丙烯酸复合物膜。该膜呈现出鲜艳的兰色。但是，在该膜吸水以后，其色彩从兰色逐步转变为红色，在很高吸水量时，变为无色。当将水分从该膜中除去时，膜的色彩又逐步从无色转变为红色，最后变为兰色。