CN112625289B - 一种基于聚丙烯酸的结构色弹性体及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于聚丙烯酸的结构色弹性体及其制备方法和应用。本发明的基于聚丙烯酸的结构色弹性体由聚丙烯酸弹性体层、光子晶体层和聚丙烯酸弹性体层依次层叠而成。本发明的基于聚丙烯酸的结构色弹性体具有明亮的结构色，颜色无角度依赖性，且在保持原有光子晶体光学特性的情况下柔韧性、自恢复性和机械强度都得到提高，另外还具有一定的耐溶剂性，可以用于制备电线电缆保护套、桌垫、家具装饰材料、玩具、实体标志等，具有广阔的应用前景。

Description

一种基于聚丙烯酸的结构色弹性体及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及光子晶体材料技术领域，具体涉及一种基于聚丙烯酸的结构色弹性体及其制备方法和应用。
背景技术
结构色弹性材料是由不同折射率的介质通过周期性排列形成的具有光子晶体结构的材料，其可以通过调整光子禁带宽度而显示出不同的结构色，因此，可以用于可穿戴柔性设备、医疗器械、美容假体等领域。
现阶段大部分的研究主要集中在球形粒子的反蛋白石结构，其制备过程如下：先用球形纳米粒子(如聚苯乙烯微球、二氧化硅微球等)自组装得到光子晶体模板，然后将弹性体前体液渗透到光子晶体间隙中，固化后将球形粒子刻蚀得到反蛋白石结构的弹性体材料。不过，此过程较为复杂，而且光子晶体模板骨架在前体液填充阶段易坍塌。
最近，有研究者通过对球形纳米粒子进行改性，使其与弹性体前体液具有很好的相容性，同时引入金属离子形成配位络合物，通过旋涂、喷涂或热辅助沉积等方法制备得到了颜色可调、无角度依赖、具有一定自愈合性能的超分子结构色弹性体(TAN H,LYU Q,XIEZ,et al.Metallosupramolecular Photonic Elastomers with Self-HealingCapability and Angle-Independent Color[J].Adv Mater,2019,31(6):e1805496.)。不过，该方法需对纳米粒子以及黑色素添加物都进行改性，操作要求高，而且制备得到的弹性体机械强度较低。
聚丙烯酸是一种亲水性的弱电解质材料，玻璃化转变温度较高，基于聚丙烯酸的弹性材料都具有很高的机械强度，同时，聚丙烯酸主链中含有大量的羧基，在弱碱性条件下可以转化为羧酸根负离子与金属离子进行配位。研究者们通过将球形纳米粒子与超分子聚丙烯酸弹性体相结合，制备得到了具有较高机械强度的聚丙烯酸超分子结构色弹性体(WUJ,NIU W,ZHANG S,et al.A flexible and robust dual-network supramolecularelastic film with solvent resistance and brilliant structural colors[J].NewJournal of Chemistry,2019,43(29):11517-23.)，但是这种超分子弹性体要实现配位作用需要用碱性物质来调节pH，导致制备得到的超分子聚丙烯酸弹性体颜色偏黄，严重影响了结构色弹性体的颜色，极大地限制了其应用。
因此，有必要开发一种具有明亮的结构色、颜色无角度依赖性、机械强度大、具有自恢复性的结构色弹性体。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种基于聚丙烯酸的结构色弹性体。
本发明的目的之二在于提供上述基于聚丙烯酸的结构色弹性体的制备方法。
本发明的目的之三在于提供上述基于聚丙烯酸的结构色弹性体的应用。
本发明所采取的技术方案是：
一种基于聚丙烯酸的结构色弹性体，其由聚丙烯酸弹性体层、光子晶体层和聚丙烯酸弹性体层依次层叠而成；所述聚丙烯酸弹性体层由聚丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸、聚乙二醇二丙烯酸酯和二烯丙基二硫醚通过光聚合得到；所述光子晶体层由聚苯乙烯-聚(甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸)纳米粒子、聚乙烯醇和碳纳米管组成；所述聚苯乙烯-聚(甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸)纳米粒子由苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸通过乳液聚合得到。
上述基于聚丙烯酸的结构色弹性体的制备方法包括以下步骤：
1)将聚丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸、聚乙二醇二丙烯酸酯、二烯丙基二硫醚和光引发剂分散在溶剂中配制成前体液，再取前体液注入模具进行光聚合，得到聚丙烯酸弹性体层；
2)将苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、乳化剂和pH调节剂分散在水中，再加入引发剂，进行乳液聚合，得到聚苯乙烯-聚(甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸)纳米粒子；
3)将聚苯乙烯-聚(甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸)纳米粒子、聚乙烯醇和碳纳米管混合分散在水中配制成分散液，再将分散液涂覆在聚丙烯酸弹性体层上，进行粒子自组装和成膜，在聚丙烯酸弹性体层上形成光子晶体层；
4)将步骤1)中的前体液涂覆在光子晶体层上，进行光聚合，在光子晶体层上形成聚丙烯酸弹性体层，即得基于聚丙烯酸的结构色弹性体。
优选的，步骤1)所述聚丙烯酸(PAA)的用量为丙烯酸羟乙酯(HEA)、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)和甲基丙烯酸(MAA)总质量的75％～85％。
优选的，步骤1)所述丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸的质量比为1:0.25～2:0.25～0.5。
优选的，步骤1)所述聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)的用量为丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸总质量的2％～4％。
优选的，步骤1)所述二烯丙基二硫醚(DADs)的用量为丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸总质量的0.1％～0.8％。
优选的，步骤1)所述聚丙烯酸的重均分子量为2000g/mol～4000g/mol。
优选的，步骤1)所述聚乙二醇二丙烯酸酯的数均分子量为500g/mol～700g/mol。
优选的，步骤1)所述光引发剂为2-羟基-2-甲基苯基丙烷-1-酮、1-羟基环己基苯基甲酮、2-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-1-丙酮中的至少一种。
进一步优选的，步骤1)所述光引发剂为2-羟基-2-甲基苯基丙烷-1-酮。
优选的，步骤1)所述光引发剂的用量为丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸总质量的2％～3％。
优选的，步骤1)所述溶剂由水和乙醇按照质量比为1:1～2:1复配而成。
优选的，步骤1)所述溶剂的用量为聚丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸总质量的2倍～3倍。
优选的，步骤1)所述光聚合采用波长365nm、功率10w的紫外灯，照射时间为1.5h～2h。
优选的，步骤2)所述苯乙烯(St)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸(AA)的质量比为1:0.05～0.1:0.05～0.1。
优选的，步骤2)所述乳化剂为十二烷基苯磺酸钠(LAS)、十二烷基硫酸钠(SDS)、十二醇硫酸钠中的至少一种。
优选的，步骤2)所述乳化剂的用量为苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸总质量的0.15％～0.3％。
优选的，步骤2)所述pH调节剂为碳酸氢钠、碳酸钠、碳酸钾中的至少一种。
进一步优选的，步骤2)所述pH调节剂为碳酸氢钠。
优选的，步骤2)所述pH调节剂的用量为苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸总质量的2％～4％。
优选的，步骤2)所述引发剂为过硫酸铵(APS)、过硫酸钾(KPS)、过氧化二苯甲酰(BPO)中的至少一种。
优选的，步骤2)所述引发剂的用量为苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸总质量的3％～4％。
优选的，步骤2)所述乳液聚合在70℃～80℃下进行，聚合时间为6h～10h。
优选的，步骤3)所述聚乙烯醇(PVA)的用量为聚苯乙烯-聚(甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸)纳米粒子质量的0.3％～1％。
优选的，步骤3)所述碳纳米管(CNT)的用量为聚苯乙烯-聚(甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸)纳米粒子质量的1％～2％。
优选的，步骤3)所述聚乙烯醇的数均分子量为1600g/mol～1800g/mol。
优选的，步骤3)所述分散液中聚苯乙烯-聚(甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸)纳米粒子的质量分数为5％～7％。
优选的，步骤3)所述自组装在40℃～50℃下进行。
本发明的有益效果是：本发明的基于聚丙烯酸的结构色弹性体具有明亮的结构色，颜色无角度依赖性，且在保持原有光子晶体光学特性的情况下柔韧性、自恢复性和机械强度都得到提高，另外还具有一定的耐溶剂性，可以用于制备电线电缆保护套、桌垫、家具装饰材料、玩具、实体标志等，具有广阔的应用前景。
具体来说：
1)本发明将HEA、HEMA和MAA这三种单体形成的共聚物作为骨架，使低分子量的PAA(具有较高的玻璃化转变温度，主链较长)贯穿于共聚物网络中，增加了聚丙烯酸弹性体层的机械强度，同时加入带有S-S键的DADs，使聚丙烯酸弹性体层具有一定的自恢复性和韧性；
2)本发明设计了“聚丙烯酸弹性体层-光子晶体层-聚丙烯酸弹性体层”的三明治结构，让具有一定弹性的PS@P(MMA-AA)纳米粒子在弹性体基底上自组装形成底层无序、表层有序的准光子晶体结构，并加入PVA增强粒子间的粘附性，从而减少光子晶体涂层裂纹的产生，同时还加入一定量的碳纳米管吸收非相干散射光，增强光子晶体的色彩饱和度，最后再用聚丙烯酸弹性体层将光子晶体层封装在聚丙烯酸弹性体层内部，从而制备得到具有一定自恢复性和耐溶剂性的非虹彩的结构色弹性体。
附图说明
图1为实施例1～4的基于聚丙烯酸的结构色弹性体不同角度的光学照片。
图2为实施例1～4的基于聚丙烯酸的结构色弹性体不同角度的紫外反射光谱图。
图3为实施例1～4和对比例1～2的基于聚丙烯酸的结构色弹性体的拉伸性能测试图。
图4为实施例3的基于聚丙烯酸的结构色弹性体的耐溶剂性测试图。
图5为不同形状的基于聚丙烯酸的结构色弹性体不同角度的光学照片。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的解释和说明。
实施例1：
一种基于聚丙烯酸的结构色弹性体，其制备方法包括以下步骤：
1)将4.8g重均分子量3000g/mol的聚丙烯酸、2g的丙烯酸羟乙酯、3g的甲基丙烯酸羟乙酯、1g的甲基丙烯酸、13g的水和8g的乙醇混合分散，再加入0.2g数均分子量600g/mol的聚乙二醇二丙烯酸酯、0.01g的二烯丙基二硫醚和0.18g的2-羟基-2-甲基苯基丙烷-1-酮，避光条件下磁力搅拌1h，得到前体液，再取2mL的前体液注入规格2.5cm×2.5cm×0.5cm的方形聚四氟乙烯模具中，氮气保护下用波长365nm、功率10w的紫外灯照射1.5h，再放入鼓风干燥箱中60℃干燥12h，得到聚丙烯酸弹性体层；
2)将8g的苯乙烯、0.5g的甲基丙烯酸甲酯、0.5g的丙烯酸、0.015g的十二烷基苯磺酸钠和0.25g的碳酸氢钠分散在100g的水中，升温至75℃后加入0.3g的过硫酸铵，反应8h，过滤，离心，洗涤，离心，得到平均粒径234nm的聚苯乙烯-聚(甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸)纳米粒子(记为PS@P(MMA-AA)纳米粒子)；
3)将0.2g的聚苯乙烯-聚(甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸)纳米粒子分散在2.8g的水中，超声10min分散均匀后加入0.05g质量分数2％的聚乙烯醇溶液和0.2g质量分数1％的碳纳米管分散液，超声10min混合均匀后取0.5mL涂覆在聚丙烯酸弹性体层上，放入烘箱50℃下进行粒子自组装和成膜，在聚丙烯酸弹性体层上形成光子晶体层；
4)将2mL步骤1)中的前体液涂覆在光子晶体层上，氮气保护下用波长365nm、功率10w的紫外灯照射1.5h，再放入鼓风干燥箱中60℃干燥12h，在光子晶体层上形成聚丙烯酸弹性体层，即得基于聚丙烯酸的结构色弹性体。
实施例2：
一种基于聚丙烯酸的结构色弹性体，其制备方法包括以下步骤：
1)将4.8g重均分子量3000g/mol的聚丙烯酸、2.5g的丙烯酸羟乙酯、2.5g的甲基丙烯酸羟乙酯、1g的甲基丙烯酸、13g的水和8g的乙醇混合分散，再加入0.2g数均分子量600g/mol的聚乙二醇二丙烯酸酯、0.01g的二烯丙基二硫醚和0.18g的2-羟基-2-甲基苯基丙烷-1-酮，避光条件下磁力搅拌1h，得到前体液，再取2mL的前体液注入规格2.5cm×2.5cm×0.5cm的方形聚四氟乙烯模具中，氮气保护下用波长365nm、功率10w的紫外灯照射1.5h，再放入鼓风干燥箱中60℃干燥12h，得到聚丙烯酸弹性体层；
2)将7g的苯乙烯、0.5g的甲基丙烯酸甲酯、0.5g的丙烯酸、0.015g的十二烷基苯磺酸钠和0.25g的碳酸氢钠分散在100g的水中，升温至75℃后加入0.3g的过硫酸铵，反应8h，过滤，离心，洗涤，离心，得到平均粒径212nm的聚苯乙烯-聚(甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸)纳米粒子(记为PS@P(MMA-AA)纳米粒子)；
3)将0.2g的聚苯乙烯-聚(甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸)纳米粒子分散在2.8g的水中，超声10min分散均匀后加入0.05g质量分数2％的聚乙烯醇溶液和0.2g质量分数1％的碳纳米管分散液，超声10min混合均匀后取0.5mL涂覆在聚丙烯酸弹性体层上，放入烘箱50℃下进行粒子自组装和成膜，在聚丙烯酸弹性体层上形成光子晶体层；
4)将2mL步骤1)中的前体液涂覆在光子晶体层上，氮气保护下用波长365nm、功率10w的紫外灯照射1.5h，再放入鼓风干燥箱中60℃干燥12h，在光子晶体层上形成聚丙烯酸弹性体层，即得基于聚丙烯酸的结构色弹性体。
实施例3：
一种基于聚丙烯酸的结构色弹性体，其制备方法包括以下步骤：
1)将4.8g重均分子量3000g/mol的聚丙烯酸、3g的丙烯酸羟乙酯、2g的甲基丙烯酸羟乙酯、1g的甲基丙烯酸、13g的水和8g的乙醇混合分散，再加入0.2g数均分子量600g/mol的聚乙二醇二丙烯酸酯、0.01g的二烯丙基二硫醚和0.18g的2-羟基-2-甲基苯基丙烷-1-酮，避光条件下磁力搅拌1h，得到前体液，再取2mL的前体液注入规格2.5cm×2.5cm×0.5cm的方形聚四氟乙烯模具中，氮气保护下用波长365nm、功率10w的紫外灯照射1.5h，再放入鼓风干燥箱中60℃干燥12h，得到聚丙烯酸弹性体层；
2)将6g的苯乙烯、0.5g的甲基丙烯酸甲酯、0.5g的丙烯酸、0.015g的十二烷基苯磺酸钠和0.25g的碳酸氢钠分散在100g的水中，升温至75℃后加入0.3g的过硫酸铵，反应8h，过滤，离心，洗涤，离心，得到平均粒径206nm的聚苯乙烯-聚(甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸)纳米粒子(记为PS@P(MMA-AA)纳米粒子)；
3)将0.2g的聚苯乙烯-聚(甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸)纳米粒子分散在2.8g的水中，超声10min分散均匀后加入0.05g质量分数2％的聚乙烯醇溶液和0.2g质量分数1％的碳纳米管分散液，超声10min混合均匀后取0.5mL涂覆在聚丙烯酸弹性体层上，放入烘箱50℃下进行粒子自组装和成膜，在聚丙烯酸弹性体层上形成光子晶体层；
4)将2mL步骤1)中的前体液涂覆在光子晶体层上，氮气保护下用波长365nm、功率10w的紫外灯照射1.5h，再放入鼓风干燥箱中60℃干燥12h，在光子晶体层上形成聚丙烯酸弹性体层，即得基于聚丙烯酸的结构色弹性体。
实施例4：
一种基于聚丙烯酸的结构色弹性体，其制备方法包括以下步骤：
1)将4.8g重均分子量3000g/mol的聚丙烯酸、3.5g的丙烯酸羟乙酯、1.5g的甲基丙烯酸羟乙酯、1g的甲基丙烯酸、13g的水和8g的乙醇混合分散，再加入0.2g数均分子量600g/mol的聚乙二醇二丙烯酸酯、0.01g的二烯丙基二硫醚和0.18g的2-羟基-2-甲基苯基丙烷-1-酮，避光条件下磁力搅拌1h，得到前体液，再取2mL的前体液注入规格2.5cm×2.5cm×0.5cm的方形聚四氟乙烯模具中，氮气保护下用波长365nm、功率10w的紫外灯照射1.5h，再放入鼓风干燥箱中60℃干燥12h，得到聚丙烯酸弹性体层；
2)将5g的苯乙烯、0.5g的甲基丙烯酸甲酯、0.5g的丙烯酸、0.015g的十二烷基苯磺酸钠和0.25g的碳酸氢钠分散在100g的水中，升温至75℃后加入0.3g的过硫酸铵，反应8h，过滤，离心，洗涤，离心，得到平均粒径198nm的聚苯乙烯-聚(甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸)纳米粒子(记为PS@P(MMA-AA)纳米粒子)；
3)将0.2g的聚苯乙烯-聚(甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸)纳米粒子分散在2.8g的水中，超声10min分散均匀后加入0.05g质量分数2％的聚乙烯醇溶液和0.2g质量分数1％的碳纳米管分散液，超声10min混合均匀后取0.5mL涂覆在聚丙烯酸弹性体层上，放入烘箱50℃下进行粒子自组装和成膜，在聚丙烯酸弹性体层上形成光子晶体层；
4)将2mL步骤1)中的前体液涂覆在光子晶体层上，氮气保护下用波长365nm、功率10w的紫外灯照射1.5h，再放入鼓风干燥箱中60℃干燥12h，在光子晶体层上形成聚丙烯酸弹性体层，即得基于聚丙烯酸的结构色弹性体。
对比例1：
一种基于聚丙烯酸的结构色弹性体，除了在制备过程中将二烯丙基二硫醚的添加量由0.01g调整为0.07g以外，其余和实施例3完全一样。
对比例2：
一种基于聚丙烯酸的结构色弹性体，除了在制备过程中将二烯丙基二硫醚的添加量由0.01g调整为0.05g以外，其余和实施例3完全一样。
性能测试：
1)对实施例1～4的基于聚丙烯酸的结构色弹性体从不同角度进行拍照，得到的光学照片如图1所示。
由图1可知：基于聚丙烯酸的结构色弹性体具有无角度依赖性的结构色，而颜色是由纳米粒子的粒径控制。
2)对实施例1～4的基于聚丙烯酸的结构色弹性体在不同角度作紫外反射光谱检测，得到的紫外反射光谱图如图2所示。
由图2可知：基于聚丙烯酸的结构色弹性体在不同角度下观测，波长吸收峰位置基本无偏移。
3)对实施例1～4和对比例1～2的基于聚丙烯酸的结构色弹性体进行拉伸性能测试，样品大小规格为4cm×0.8cm×1mm，拉伸速率为30mm/min，得到的拉伸性能测试图如图3所示。
由图3可知：对于实施例1～4的基于聚丙烯酸的结构色弹性体，随着三种单体中丙烯酸羟乙酯的质量占比的增加，得到的结构色弹性体的拉伸应变随之增大，但拉伸应力有所下降，原因在于丙烯酸羟乙酯的玻璃化转变温度相对较低，其用量的增加会导致体系的玻璃化转变温度整体下降，使得弹性体在常温下较软，具有高应变、低应力的特点；对于对比例1～2的基于聚丙烯酸的结构色弹性体，当体系中二烯丙基二硫醚用量增加，弹性体的拉伸应变显著增大，而拉伸强度呈现先增大后减小的趋势，原因在于适量的二烯丙基二硫醚会使体系中的交联点增加，相邻交联点之间的链长变小，体系的玻璃化转变温度提高，而二硫键的引入也使弹性体的韧性得以增强，但继续增加二烯丙基二硫醚的用量，二烯丙基二硫醚会与主单体间发生无规共聚，造成软段过高且交联度不够的情形，使聚合物在常温下倾向于黏流态，从而具有很高的拉伸应变，而拉伸强度降低。
4)将实施例3的基于聚丙烯酸的结构色弹性体分别浸入水、乙醇、丙酮中进行耐溶剂性测试，1h后观察样品的颜色和完整度，得到的耐溶剂性测试图如图4所示。
由图4可知：实施例3的基于聚丙烯酸的结构色弹性体具有一定的耐溶剂性。
5)参照本发明的方法制备不同形状的基于聚丙烯酸的结构色弹性体，从不同角度进行拍照，得到的光学照片如图5所示。
由图5可知：发明的基于聚丙烯酸的结构色弹性体不同角度的颜色无明显变化，说明颜色无角度依赖性。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于聚丙烯酸的结构色弹性体，其特征在于：所述基于聚丙烯酸的结构色弹性体由聚丙烯酸弹性体层、光子晶体层和聚丙烯酸弹性体层依次层叠而成；所述聚丙烯酸弹性体层由聚丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸、聚乙二醇二丙烯酸酯和二烯丙基二硫醚通过光聚合得到；所述光子晶体层由聚苯乙烯-聚(甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸)纳米粒子、聚乙烯醇和碳纳米管组成；所述聚苯乙烯-聚(甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸)纳米粒子由苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸通过乳液聚合得到；所述聚丙烯酸的用量为丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸总质量的75%～85%；所述丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸的质量比为1:0.25～2:0.25～0.5；所述聚乙二醇二丙烯酸酯的用量为丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸总质量的2%～4%；所述二烯丙基二硫醚的用量为丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯和甲基丙烯酸总质量的0.1%～0.8%。
2.权利要求1所述的基于聚丙烯酸的结构色弹性体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）将聚丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸、聚乙二醇二丙烯酸酯、二烯丙基二硫醚和光引发剂分散在溶剂中配制成前体液，再取前体液注入模具进行光聚合，得到聚丙烯酸弹性体层；
2）将苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、乳化剂和pH调节剂分散在水中，再加入引发剂，进行乳液聚合，得到聚苯乙烯-聚(甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸)纳米粒子；
3）将聚苯乙烯-聚(甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸)纳米粒子、聚乙烯醇和碳纳米管混合分散在水中配制成分散液，再将分散液涂覆在聚丙烯酸弹性体层上，进行粒子自组装和成膜，在聚丙烯酸弹性体层上形成光子晶体层；
4）将步骤1）中的前体液涂覆在光子晶体层上，进行光聚合，在光子晶体层上形成聚丙烯酸弹性体层，即得基于聚丙烯酸的结构色弹性体。
3.根据权利要求2所述的基于聚丙烯酸的结构色弹性体的制备方法，其特征在于：步骤1）所述聚丙烯酸的重均分子量为2000g/mol～4000g/mol。
4.根据权利要求2所述的基于聚丙烯酸的结构色弹性体的制备方法，其特征在于：步骤1）所述聚乙二醇二丙烯酸酯的数均分子量为500g/mol～700g/mol。
5.根据权利要求2所述的基于聚丙烯酸的结构色弹性体的制备方法，其特征在于：步骤2）所述苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸的质量比为1:0.05～0.1:0.05～0.1。
6.根据权利要求2所述的基于聚丙烯酸的结构色弹性体的制备方法，其特征在于：步骤3）所述聚乙烯醇的用量为聚苯乙烯-聚(甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸)纳米粒子质量的0.3%～1%；步骤3）所述碳纳米管的用量为聚苯乙烯-聚(甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸)纳米粒子质量的1%～2%。
7.根据权利要求2、5和6中任意一项所述的基于聚丙烯酸的结构色弹性体的制备方法，其特征在于：步骤3）所述聚乙烯醇的数均分子量为1600g/mol～1800g/mol。
8.根据权利要求2、5和6中任意一项所述的基于聚丙烯酸的结构色弹性体的制备方法，其特征在于：步骤3）所述自组装在40℃～50℃下进行。
9.权利要求1所述的基于聚丙烯酸的结构色弹性体在制备电线电缆保护套、桌垫、家具装饰材料、玩具、实体标志中的应用。
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