CN113720491A - 一种温度敏感变色指示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种温度敏感变色指示装置，其包括温度响应部、指示部以及将指示部和温度响应部相互隔离开的阻隔层，温度响应部包含第一液态活性反应物，指示部包含第二液态活性反应物，阻隔层可设置在温度响应部或指示部上，温度响应部或指示部内含有在低于预设温度条件下可使阻隔层破裂并形成裂缝的组分，第一液态活性反应物穿过裂缝与第二液态活性反应物接触后发生区别于第二液态活性反应物本体颜色的不可逆的颜色变化，从而实现判断保存产品是否曾置于低于预设温度的环境下。该温度敏感变色指示装置体积小巧、制备简易、方便使用、价格低廉、响应时间短。
Description
技术领域
本发明涉及指示设备技术领域，尤其涉及一种温度敏感变色指示装置。
背景技术
为了保证对温度敏感的易变质物品的质量，在其配送及存储的过程中均需保持在一定的温度范围。温敏型易变质物品包含常见的肉制品、奶制品、生物活性制品、部分化妆品及医疗用品。其中，在生物活性制品一大类中，以生物疫苗为例，大部分疫苗要求存储于2℃～8℃以保证其活性，低于2℃或高于8℃的温度范围都会导致疫苗变性、失活，以致失去使用价值。然而，疫苗变质与否，因其外表未显示出明显的变化，在大多数情况下很难被察觉。为了监测这种肉眼不可见的变质的可能性，就需要用到温度敏感温度指示器。那么，这种在降温至某一温度后可以显示出肉眼可见的变化的指示器，理想情况下，希望是价廉、体积小，轻便，这样就可以很方便地将其与易变质物品组装或者打包到一起。
目前，已经上市的温度敏感温度指示器的工作原理各不相同。其中一类是基于降温液体凝固的特性。譬如，在专利US4191125中，Johnson等人公开了一类基于液体降温凝固体积膨胀导致安瓿瓶容器断裂的温度敏感指示器。当温度低于液体的凝固点时，液体的体积膨胀导致该器件中的安瓿瓶容器发生碎裂，随之释放出的液体导致染料颜色发生变化。由于安瓿瓶易碎的特性，该温度指示器在运输及使用过程中存在由于机械碰撞而造成器件失效的风险。在专利US6472214中，Patel等中也巧妙地利用了液体的凝固的特性。该装置由变色指示剂、可具有凝胶形成能力的聚合物粘合剂及溶剂混合物组成。当装置的温度降至水的冰点时，活化剂溶剂相则会从溶剂混合物中分离出来，并在指示剂中引发颜色的变化。但该装置需要在光的照射下才能引发颜色的变化。其中另一类使用了不同的体系：在液态媒介中分散固态颗粒。在降温至冰点后，固态颗粒发生聚集，从而显示出明显的光学变化。基于这种原理的专利代表有：US 2011/0209658 A1，US 2012/0079980 A1，CN102844649B等。先前公开的这些冷冻温度指示器仍存在待改善的各类问题，如体积较大、生产程序冗杂、造价昂贵、响应时间较长等。因此，设计一类体积小巧、制备简易、方便使用、价格低廉的温度敏感指示器仍是热门的研究方向。
发明内容
本申请的目的主要是提供一类小巧、制备简易、方便使用、价格低廉的指示器。
为实现上述目的，本申请提供了一种温度敏感变色指示装置，包括温度响应部、指示部以及将所述指示部和所述温度响应部相互隔离开的阻隔层，其中：所述温度响应部包括第一液态活性反应物和第一相转变单元，所述第一相转变单元溶胀于所述第一液态活性反应物中，所述第一相转变单元在外界温度低于某一临界点温度时发生使所述温度响应部体积膨胀的相转变并将所述第一液态活性反应物挤出本体；所述指示部包括第二液态活性反应物，所述第二液态活性反应物与所述第一液态活性反应物接触后发生区别于所述第二液态活性反应物本体颜色的不可逆的颜色变化；所述阻隔层为设置于温度响应部上并与所述第一相转变单元紧密接触的致密层，所述阻隔层的杨氏模量Y1大于所述第一相转变单元的杨氏模量Y2。
作为本申请进一步的改进，所述第一相转变单元为液晶弹性体。
作为本申请进一步的改进，所述液晶弹性体的玻璃化转变温度为-70℃～-10℃，所述液晶弹性体的相转变温度为-5℃～40℃。
作为本申请进一步的改进，所述阻隔层由金属材料或无机材料制备而成。
作为本申请进一步的改进，所述第一液态活性反应物为酸性液体，所述第二液态活性反应物为酸性指示剂；或；所述第一液态活性反应物为碱性液体，所述第二液态活性反应物为碱性指示剂。
为实现上述目的，本申请还提供了一种温度敏感变色指示装置，包括温度响应部、指示部以及将所述指示部和所述温度响应部相互隔离开的阻隔层，其中：所述温度响应部包括第一液态活性反应物和第一相转变单元，所述第一相转变单元溶胀于所述第一液态活性反应物中，所述第一相转变单元在外界温度低于某一临界点温度时发生使所述温度响应部体积膨胀的相转变并将所述第一液态活性反应物挤出本体；所述指示部包括第二液态活性反应物和第二相转变单元，所述第二相转变单元溶胀于所述第二液态活性反应物中，所述第二相转变单元在外界温度低于某一临界点温度时发生使所述指示部体积膨胀的相转变并将所述第二液态活性反应物挤出本体，所述第二液态活性反应物与所述第一液态活性反应物接触后发生区别于所述第二液态活性反应物本体颜色的不可逆的颜色变化；所述阻隔层为设置于所述指示部上的致密层，所述阻隔层的杨氏模量Y1大于所述第二相转变单元的杨氏模量Y3。
作为本申请进一步的改进，所述第一相转变单元和所述第二相转变单元分别为相同或不同的液晶弹性体。
为实现上述目的，本申请还提供了一种液晶弹性体，包括丙烯酸酯类液晶单体、丙烯酸酯改性柔性长链聚合物、末端含巯基的扩链剂、末端含巯基的交联剂、碱性催化剂以及光引发剂，所述的液晶弹性体应用于上述所述的温度敏感变色指示装置。
作为本申请进一步的改进，所述丙烯酸酯类液晶单体包含若干相同或不同的液晶基元。
作为本申请进一步的改进，所述丙烯酸酯改性柔性长链聚合物中亚甲基的重复单元为4～14。
作为本申请进一步的改进，所述末端含巯基的扩链剂为双巯基功能化的小分子或其衍生物；所述末端含巯基的交联剂为四巯基功能化的小分子或其衍生物。
作为本申请进一步的改进，以质量为单位计算，所述碱性催化剂的含量为含丙烯酸酯基的化合物和含巯基的化合物的总重量的0.5％～10％。
作为本申请进一步的改进，以质量为单位计算，所述碱性催化剂的含量为含丙烯酸酯基的化合物和含巯基的化合物的总重量的3.4％。
作为本申请进一步的改进，以质量为单位计算，所述光引发剂的含量为含丙烯酸酯基的化合物和含巯基的化合物的总重量的0.1％～7％。
作为本申请进一步的改进，以质量为单位计算，所述光引发剂的含量为含丙烯酸酯基的化合物和含巯基的化合物的总重量的0.7％。
作为本申请进一步的改进，以物质的量为单位计算，丙烯酸酯基官能团的含量高于巯基官能团的含量，优选的，丙烯酸酯基官能团的物质的量与巯基官能团的物质的量的比为1.05：1.0。
作为本申请进一步的改进，以物质的量为单位计算，丙烯酸酯改性柔性长链聚合物中丙烯酸酯基官能团的物质的量与总丙烯酸酯基官能团的物质的量的比值在10％～60％。
作为本申请进一步的改进，以物质的量为单位计算，扩链剂中巯基官能团的物质的量与总巯基官能团的物质的量的比值为70％～90％。
为实现上述目的，本申请还提供了一种液晶弹性体的制备方法，应用于上述所述的液晶弹性体，包括如下步骤：S1、将丙烯酸酯类液晶单体、丙烯酸酯改性柔性长链聚合物、末端含巯基的扩链剂、末端含巯基的交联剂以及光引发剂溶解在二氯甲烷中，混合均匀，得到第一混合溶液；S2、再将碱性催化剂慢慢加入步骤S1所述混合溶液中，混合均匀，得到第二混合溶液；S3、将步骤S2中的所述第二混合溶液转移至敞口容器中，于室温下，暴露于空气中进行反应，反应的时间为2h～24h，得到第一交联物；S4、对步骤S3中的所述第一交联物进行机械拉伸，拉伸后将第一交联物置于惰性气体氛围下，在加热的条件下对所述第一交联物进行光聚合，得到液晶弹性体。
作为本申请进一步的改进，所述碱性催化剂为二级胺或三级胺；所述加热的温度为向列相转变温度。
本申请的有益效果在于，提供了一种温度敏感变色指示装置，该指示装置体积小巧、制备简易、方便使用、价格低廉、响应时间短。本申请的温度敏感变色指示装置在使用时，当温度低于预设的临界温度时，该指示装置可呈现出肉眼可见的、不可逆的颜色变化，并用于监测产品是否暴露于影响其质量的温度范围内。且在一些实施方案中，该指示装置从暴露于临界温度到显示出颜色变化，响应时间可短于10分钟，响应时间短。
附图说明
图1为状态1的温度敏感变色指示装置结构示意；
图2为状态1的温度敏感变色指示装置的反应状态示意图；
图3为状态2的温度敏感变色指示装置结构示意；
图4为状态2的温度敏感变色指示装置的反应状态示意图；
图5为状态3的温度敏感变色指示装置结构示意；
图6为状态3的温度敏感变色指示装置的反应状态示意图；
图7为状态4的温度敏感变色指示装置的结构示意(7a)和反应状态示意图(7b)；
图中：1、温度响应部；2、指示部；3、阻隔层。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例，不用来限制本申请的范围。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
参考图1和图3，本申请提供了一种温度敏感变色指示装置包括指示部、温度响应部以及将指示部和温度响应部相互隔开的阻隔层，其中：温度响应部包括第一液态活性反应物和第一相转变单元，第一相转变单元溶胀于第一液态活性反应物中，第一相转变单元在外界温度低于某一临界点温度时发生使温度响应部体积膨胀的相转变并将第一液态活性反应物挤出本体；指示部包括第二液态活性反应物，第二液态活性反应物与第一液态活性反应物接触后发生区别于所述第二液态活性反应物的不可逆的颜色变化；阻隔层为设置于温度响应部上并与第一相转变单元紧密接触的致密层，阻隔层的杨氏模量Y1大于第一相转变单元的杨氏模量Y2。
温度敏感变色指示装置的工作原理为：当外界温度低于第一相转变单元的相转变温度时，第一相转变单元发生相转变，导致温度响应部体积膨胀，由于阻隔层的杨氏模量Y1大于第一相转变单元的杨氏模量Y2，因此，温度响应部体积膨胀时，阻隔层破裂，同时，第一相转变单元发生相转变时，第一液态活性反应物被挤出第一相转变单元本体并通过阻隔层上的裂缝进入到指示部内并与指示部内的第二液态活性反应物发生反应，产生不可逆的颜色变化且变化后的颜色与第二液态活性反应物的颜色不同，最终，通过观察颜色变化推断温度敏感变色指示装置是否曾置于低于设置温度以下的环境中，从而判断产品质量。
如：将温度敏感变色指示装置置于某一待保存物质中，第一相转变单元的相转变温度为5℃，那么在待保存物质的保存期间内，若出现环境温度低于5℃时，第一相转变单元发生相转变，第一液态活性反应物的颜色为第一颜色，第二液态活性反应物的颜色为第二颜色，第一液态活性反应物和第二液态活性反应物反应产生第三颜色，第三颜色与第二颜色不同，出现第三颜色说明待保存物质曾置于低于5℃的外界环境中，可判别该物质出现变质，不能使用。若在待保存物质的保存期间内，未出现环境温度低于5℃的状况，则第一相转变单元不会发生相转变，不会出现第三颜色，可判别该物质未变质，能使用。
在一些实施例中，第一相转变单元可以为但不仅仅限于液晶弹性体，所述液晶弹性体的玻璃化转变温度为-70℃～-10℃，所述液晶弹性体的相转变温度为-5℃～40℃。由于该液晶弹性体具有一定的分子取向，当温度降低至某一特定温度后，液晶弹性体发生形变，形变方向沿着预取向方向，形变值为正，即液晶弹性体发生伸展或拉伸形变。液晶弹性体在应用中溶胀于第一液态活性反应物中，当外界温度低于液晶弹性体的相转变温度时，液晶弹性体发生拉伸形变，随之第一液态活性反应物与液晶弹性体发生物理上的相分离，同时，位于温度响应部上的致密的阻隔层也会发生形变。采用液晶弹性体的温度敏感变色指示装置的具体工作原理如下：第一，在液晶弹性体被第一液态活性反应物溶胀后，当液晶弹性体发生形变时，第一液态活性反应物在液晶弹性体形变的作用下可被液晶弹性体挤出本体，并在液晶弹性体表层形成液滴状析出物；第二，当在被溶胀于第一液态活性物质中的液晶弹性体表层通过物理沉积溅射的方式涂覆一层致密的阻隔层后，当温度高于液晶弹性体的相转变温度时，所述的阻隔层为一层连续的致密层；当温度低于液晶弹性体的相转变温度时，所述的阻隔层在液晶弹性体的拉伸形变作用下发生破裂并形成裂缝，该裂缝允许所述的第一液态活性反应物通过裂缝渗透至指示部并与指示部内的第二液态活性反应物发生不可逆的化学反应，最终导致不可逆转的颜色变化。图1的温度敏感变色指示装置发生不可逆的化学反应的状态示意图如图2；图3的温度敏感变色指示装置发生不可逆的化学反应的状态示意图如图4。
在一些实施例中，所述第一液态活性反应物为酸性液体，所述第二液态活性反应物为酸性指示剂，或，所述第一液态活性反应物为碱性液体，所述第二液态活性反应物为碱性指示剂。具体的，酸性指示剂和碱性指示剂为商业化的酸碱指示剂，物理形态可为固态或者液态，pH值范围涵盖0～14。在一些实施例中，针对上述第一液态活性反应物和第二液态活性反应物选用的酸性或碱性物质，阻隔层需选用不被酸或碱性物质腐蚀的材料，如金属材料和无机非金属材料，进一步的，为使阻隔层的杨氏模量高于第一相转变单元(如：第一液晶弹性体)和/或第二相转变单元(如：第二液晶弹性体)的杨氏模量，阻隔层优选金属材料制备而成；更优选的，金属材料可以为但不仅仅限于金、铂、银、铜、铝、铁、锡中的至少一种，无机非金属材料可以为但不仅仅限于二氧化硅、二氧化钛、氧化铟、氧化钨、氧化钒中的至少一种。
本申请实施例中提供了四种温度敏感变色指示装置的结构设计，其中状态1、状态2及状态3的温度敏感变色指示装置的结构设计均为两维的可弯曲设计；状态4的温度敏感变色指示装置的结构设计为三维设计，透明容器为不可弯曲的器皿，而液晶弹性体(即：状态4的温度敏感变色指示装置中的第一相转变单元)为可弯曲部件。
在一些实施例中，提供了一种状态1的温度敏感变色指示装置的具体结构，如图1所示，一种温度敏感变色指示装置包括指示层、温度响应层以及将指示层和温度响应层相互隔开的阻隔层，其中：温度响应层为包括第一液态活性反应物和第一相转变单元的薄膜状结构，第一相转变单元溶胀于第一液态活性反应物中并形成薄膜状结构，或，第一液态活性反应物和第一相转变单元被吸附到薄膜状物质中形成含有第一液态活性反应物和第一相转变单元的薄膜状结构，第一相转变单元在外界温度低于某一临界点温度时发生使温度响应部体积膨胀的相转变并将第一液态活性反应物挤出本体；指示层包括含有第二液态活性反应物的薄膜状结构，第二液态活性反应物与第一液态活性反应物接触后发生不可逆的颜色变化；阻隔层是通过沉积、溅射、旋涂或黏贴的方式形成在温度响应部上的致密层并与第一相转变单元紧密接触，阻隔层的杨氏模量Y1大于第一相转变单元的杨氏模量Y2。
具体的，本申请还提供了阻隔层的制备方法，通过物理气相沉积技术沉积到温度响应部或指示部的外表面并与第一相转变单元(如：第一液晶弹性体)和/或第二相转变单元(如：第二液晶弹性体)紧密接触。应用溅射工艺时，阻隔层的厚度取决于溅射的电流强度以及溅射时间。例如，纳米金在溅射电流为65毫安，溅射时间为15秒的条件下，在温度响应部或指示部的外表面可形成厚度约为20纳米的金层薄膜。当降温至第一相转变单元(如：第一液晶弹性体)和/或第二相转变单元(如：第二液晶弹性体)的相转变温度时，第一相转变单元(如：第一液晶弹性体)和/或第二相转变单元(如：第二液晶弹性体)发生形变，沿着预拉伸方向伸长延展，涂覆在温度响应部或指示部表面的金纳米层由于不具有延展性，从而发生断裂，并形成裂缝。本申请中的第一，第二不具有实际意义，只是为区分液晶弹性体所处位置而进行的区别性标识。
在一些实施例中，提供了一种状态2的温度敏感变色指示装置的具体结构，如图3所示，一种温度敏感变色指示装置包括温度响应部以及紧密贴合温度响应层的阻隔层，其中：温度响应部为包括第一液态活性反应物和第一相转变单元的块状结构，第一相转变单元溶胀于第一液态活性反应物中并形成块状结构，或，第一液态活性反应物和第一相转变单元被吸附到块状物质中形成含有第一液态活性反应物和第一相转变单元的块状结构，第一相转变单元在外界温度低于某一临界点温度时发生使温度响应部体积膨胀的相转变并将第一液态活性反应物挤出本体；该温度敏感变色指示装置还包括指示部，指示部为一盛有包含第二液态活性反应物的液态混合物的容器，液态混合物也可由第二液态活性反应物和可令第二液态活性反应物分散均匀的惰性液体组成，惰性液体可以为但不仅仅限于羧酸类同系物或胺类同系物等。第二液态活性反应物与第一液态活性反应物接触后发生不可逆的颜色变化；在温度响应部的外围通过沉积、溅射、旋涂或黏贴的方式形成阻隔层，阻隔层完全包覆温度响应部且与第一相转变单元紧密接触，阻隔层的杨氏模量Y1大于第一相转变单元的杨氏模量Y2。在此设计中，块状结构(第一相转变单元)的六个面均覆盖有阻隔层，目的是为了防止在降温刺激第一相转变单元形变产生阻隔层裂缝前，第一液态活性反应物与第二液态活性反应物产生过早的化学反应。该状态2的温度敏感变色指示装置与上述状态1的温度敏感变色指示装置的区别主要在于结构上的区别，反应原理与上述状态1的温度敏感变色指示装置的相同，此处不在赘述。
本申请还提供了状态3的温度敏感变色指示装置的具体结构，参考图5，包括温度响应部、指示部以及将指示部和温度响应部相互隔离开的阻隔层，其中：温度响应部包括第一液态活性反应物和第一相转变单元，第一相转变单元溶胀于第一液态活性反应物中，第一相转变单元在外界温度低于某一临界点温度时发生使温度响应部体积膨胀的相转变并将第一液态活性反应物挤出本体；指示部包括第二液态活性反应物和第二相转变单元，第二相转变单元溶胀于第二液态活性反应物中，第二相转变单元在外界温度低于某一临界点温度时发生使指示部体积膨胀的相转变并将第二液态活性反应物挤出本体，第二液态活性反应物与第一液态活性反应物接触后发生不可逆的颜色变化；阻隔层为设置于指示部上的致密层，所述阻隔层的杨氏模量Y1大于所述第二相转变单元的杨氏模量Y3。
该状态3的温度敏感变色指示装置的工作原理为：当外界温度低于第一相转变单元的相转变温度和第二相转变单元的相转变温度的较低者时，第二相转变单元发生相转变，导致温度响应部体积膨胀，由于阻隔层的杨氏模量Y1大于第二相转变单元的杨氏模量Y3，因此，指示部体积膨胀时，阻隔层破裂，同时，第二相转变单元发生相转变时，第二液态活性反应物被挤出第二相转变单元本体，第一相转变单元也发生相转变，第一液态活性反应物被挤出第一相转变单元本体并通过阻隔层上的裂缝进入到指示部内并与指示部内的第二液态活性反应物发生反应，产生区别于第二液态活性反应物的不可逆的颜色变化，最终，通过观察颜色变化推断温度敏感变色指示装置是否曾置于低于设置温度以下的环境中，从而判断产品质量。图5的状态3的温度敏感变色指示装置发生不可逆的化学反应后的结构示意图如图6所示。
在一些实施例中，提供了一种状态4的温度敏感变色指示装置的具体结构，如图7a所示，一种温度敏感变色指示装置包括温度响应部以及紧密贴合温度响应部的阻隔层，其中：温度响应部为包括第一液态活性反应物和第一相转变单元的层状结构，第一相转变单元溶胀于第一液态活性反应物中并形成层状结构，或，第一液态活性反应物和第一相转变单元被吸附到层状物质中形成含有第一液态活性反应物和第一相转变单元的层状结构，第一相转变单元在外界温度低于某一临界点温度时发生使温度响应部体积膨胀的相转变并将第一液态活性反应物挤出本体；该温度敏感变色指示装置还包括指示部，指示部为一盛有包含第二液态活性反应物的液态混合物的透明容器。第二液态活性反应物与第一液态活性反应物接触后发生不可逆的颜色变化；在温度响应部的外围通过沉积、溅射、旋涂或黏贴的方式形成阻隔层，阻隔层完全覆盖温度响应部且与第一相转变单元紧密接触，阻隔层的杨氏模量Y1大于第一相转变单元的杨氏模量Y2。本实施例中的液态混合物可以为酸混合物，则液晶弹性体中则设置分散了可以与酸混合物反应的酸碱指示剂。
具体的，酸混合物的化学成分为有机酸与无机酸的混合物，体积比范围为99:1～1:99；酸碱指示剂包括但不仅仅限于甲基黄、刚果红及溴酚蓝，例如：若使用甲基黄，当pH值高于4.0时，颜色指示层呈现黄色，当pH值低于2.9时，指示层则呈红色。透明容器的材质可以为但不仅仅限于聚甲基丙烯酸酯、玻璃等中的任意一种，透明容器的尺寸为：长度为5mm～15mm，宽度为5mm～15mm，厚度为0.5mm～2mm，透明容器的外形包括但不限于长方体、圆柱体等，透明容器的外形包括但不仅仅限于一个开口，若开口多余两个，不朝向液晶弹性体的开口在灌入酸混合物后，按需求可用将其胶封。在该设计中，密封层是通过溅射、旋涂、或者黏贴的方式紧密附着于分散有酸碱指示剂的液晶弹性体表层。透明容器与上侧涂覆密封层的液晶弹性体物理上通过紫外光敏感的胶水粘合在一起，胶水另一个作用是密封透明容器，以防在温度敏感变色指示装置作用前液态酸的泄露。该状态4的温度敏感变色指示装置与上述状态1的温度敏感变色指示装置的区别主要在于结构上的区别，反应原理与上述状态1的温度敏感变色指示装置的相同，此处不在赘述。状态4的温度敏感变色指示装置发生不可逆的化学反应后的结构示意图如图7b所示。
在一些具体的实施例中，第一相转变单元和第二相转变单元分别为相同或不同的液晶弹性体。阻隔层由金属材料制备而成。第一液态活性反应物为酸性液体，第二液态活性反应物为酸性指示剂，或，第一液态活性反应物为碱性液体，第二液态活性反应物为碱性指示剂。
此外，本申请中的温度敏感变色指示装置中，为避免温度敏感变色指示装置的早期失效，即温度敏感变色指示装置在使用之前由于存储或运送过程中温度发生变化而导致了不可逆转的颜色变化，指示部和温度响应部可以设置为物理上相互独立，在温度敏感变色指示装置使用前再将指示部和温度响应部合为一体。
本申请还提供了一种液晶弹性体，应用于上述所述的温度敏感变色指示装置，而应用于温度敏感变色指示装置的液晶弹性体需具有一定的分子取向，当温度降低至某一特定温度后，液晶弹性体能发生形变，且形变方向沿着预取向方向，形变值为正，即液晶弹性体发生伸展或拉伸形变，此外，液晶弹性体还能溶胀于第一液态活性反应物和/或第二液态活性反应物中。参考现有化学物品的特性并经过多次实验常试，本申请提供了一种液晶弹性体，包括丙烯酸酯类液晶单体、丙烯酸酯改性柔性长链聚合物、末端含巯基的扩链剂、末端含巯基的交联剂、碱性催化剂以及光引发剂。在碱性催化剂的作用下，丙烯酸酯基及巯基之间可发生迈克尔加成反应，从而形成低交联液晶网络。在光刺激下使上述低交联液晶网络发生光聚合反应，优选紫外光，丙烯酸酯基团间在光引发剂自由基的作用下，可发生加成反应，最终形成深度交联的液晶聚合物网络，所述光聚合的光源为钨灯、卤钨灯、氢灯、氘灯、氙灯、汞灯中的任意一种。该液晶弹性体具有在低于其相转变温度的条件下发生拉伸形变的特性，其中，液晶弹性体的响应温度范围即为该温度敏感变色指示器的设定温度指示范围，因为由不同组分制备而成的液晶弹性体具有不同的相转变温度，可根据温度敏感变色指示器的实际应用场景选用不同的液晶弹性体。
具体的，丙烯酸酯类液晶单体包含若干相同或不同的液晶基元，如结构式Ⅰ，其中，n为整数。
具体的，丙烯酸酯改性柔性长链聚合物中的亚甲基重复单元在4～14个时，如结构式Ⅱ，其中i为整数，液晶弹性体的相转变温度可降到室温以下。优选的，所述丙烯酸酯改性柔性长链聚合物可以为但不仅仅限于聚乙二醇丙烯酸酯及其衍生物。
具体的，末端含巯基的扩链剂为双巯基功能化的小分子或其衍生物，如结构式Ⅲ。
具体的，所述末端含巯基的交联剂为四巯基功能化的小分子或其衍生物，如结构式Ⅳ。
本申请还提供了一种液晶弹性体的制备方法，应用于上述所述的液晶弹性体，包括如下步骤：S1、将丙烯酸酯类液晶单体、丙烯酸酯改性柔性长链聚合物、末端含巯基的扩链剂、末端含巯基的交联剂以及光引发剂溶解在二氯甲烷中，混合均匀，得到第一混合溶液；S2、再将碱性催化剂慢慢加入步骤S1所述混合溶液中，混合均匀，得到第二混合溶液；S3、将步骤S2中的所述第二混合溶液转移至敞口容器中，敞口容器可以为培养皿，于室温下，暴露于空气中进行丙烯酸酯基及巯基的迈克尔加成反应，反应的时间至少为2h～24h，得到第一交联物，第一交联物为交联度较低的液晶聚合物；S4、对步骤S3中的所述第一交联物进行机械拉伸，拉伸的方向可以延任意方向，拉伸后将第一交联物置于惰性气体氛围下，惰性气体氛围优选为氮气氛围，在加热的条件下对所述第一交联物进行光聚合，得到液晶弹性体。具体的，将拉伸后的第一交联物固定于光滑玻璃基板上，并转移至温控热台上，温控热台温度调节至向列相转变温度范围内，例如-5℃～20℃范围内；然后，将温控热台密封，并通入氮气，打开紫外灯，进行光聚合，紫外光可刺激拉伸后的第一交联物中分散的光引发剂产生自由基，从而引发丙烯酸酯基之间的聚合，形成聚合物网络，光聚合1小时后，即可获得深度交联的液晶弹性体。优选的，拉伸倍数在1.5～2之间。
具体的，碱性催化剂为二级胺或三级胺，如结构式Ⅴ。
具体的，所述加热的温度为向列相转变温度；所述光聚合的光源可以为但不仅仅限于钨灯、卤钨灯、氢灯、氘灯、氙灯、汞灯、LED灯等中的任意一种。
具体的，光引发剂可以优选包含结构式Ⅵ的光引发剂。
本申请中，液晶弹性体是由丙烯酸酯类液晶单体、丙烯酸酯改性柔性长链聚合物、双巯基功能化的扩链剂(如：末端含巯基的扩链剂)及四巯基功能化的交联剂(如：末端含巯基的交联剂)组成的聚合物网络结构。该液晶弹性体的合成原理是：第一步交联是以巯基交联剂为中心的聚合物网络，在碱性催化剂的作用下，丙烯酸酯基和巯基之间发生迈克尔加成反应，从而形成低交联的网络结构。第二步交联是在光引发剂催化下丙烯酸酯之间发生自由基聚合而形成聚合物网络。
在一些实施例中，以质量为单位计算，碱性催化剂的含量为含丙烯酸酯基的化合物和含巯基的化合物的总重量的0.5％～10％，优选的，碱性催化剂的含量为含丙烯酸酯基的化合物和含巯基的化合物的总重量的3.4％；以质量为单位计算，光引发剂的含量为含丙烯酸酯基的化合物和含巯基的化合物的总重量的0.1％～7％，优选的，光引发剂的含量为含丙烯酸酯基的化合物和含巯基的化合物的总重量的0.7％。以物质的量为单位计算，丙烯酸酯基官能团的含量高于巯基官能团的含量，这种设计工艺能在第一步迈克尔加成反应后形成由丙烯酸酯基官能团进行封端的低交联聚合物网络，优选的，丙烯酸酯基官能团的物质的量与巯基官能团的物质的量的比为1.05：1.0。进而在光引发剂的作用下，该丙烯酸酯基官能团的端基可在紫外光的引发下进一步发生自由基聚合，最终将得到完全交联的液晶高分子网络。
在一些实施例中，为了制备相转变温度低于室温的液晶弹性体，以物质的量为单位计算，柔性链中丙烯酸酯基官能团的物质的量与总丙烯酸酯基官能团的物质的量的比值在10％～60％范围内。双巯基化的扩链剂及四巯基化的交联剂均为巯基功能化分子。以物质的量为单位计算，扩链剂中巯基官能团的物质的量与总巯基官能团的物质的量的比值为70％～90％。
综上，本申请提供了一种温度敏感变色指示装置，其包括温度响应部、指示部以及将指示部和温度响应部相互隔离开的阻隔层，温度响应部包含第一液态活性反应物，指示部包含第二液态活性反应物，阻隔层可设置在温度响应部或指示部上，温度响应部或指示部内含有在低于预设温度条件下可使阻隔层破裂并形成裂缝的组分，第一液态活性反应物穿过裂缝与第二液态活性反应物接触后发生区别于第二液态活性反应物本体颜色的不可逆的颜色变化，从而实现判断保存产品是否曾置于低于预设温度的环境下。该温度敏感变色指示装置体积小巧、制备简易、方便使用、价格低廉、响应时间短。本申请还提供了一种液晶弹性体及其制备方法，该液晶弹性体能指示低于室温的环境状况，方便指示低温配送及存储的产品是否变质。可应用于但不仅仅限于肉制品、奶制品、生物活性制品、部分化妆品及医疗用品的产品品质监测。
虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本申请的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本申请的保护范围，凡未脱离本申请技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (20)
1.一种温度敏感变色指示装置，其特征在于，包括温度响应部、指示部以及将所述指示部和所述温度响应部相互隔离开的阻隔层，其中：
所述温度响应部包括第一液态活性反应物和第一相转变单元，所述第一相转变单元溶胀于所述第一液态活性反应物中，所述第一相转变单元在外界温度低于某一临界点温度时发生使所述温度响应部体积膨胀的相转变并将所述第一液态活性反应物挤出本体；
所述指示部包括第二液态活性反应物，所述第二液态活性反应物与所述第一液态活性反应物接触后发生区别于所述第二液态活性反应物本体颜色的不可逆的颜色变化；
所述阻隔层为设置于温度响应部上并与所述第一相转变单元紧密接触的致密层，所述阻隔层的杨氏模量Y1大于所述第一相转变单元的杨氏模量Y2。
2.如权利要求1所述的温度敏感变色指示装置，其特征在于，所述第一相转变单元为液晶弹性体。
3.如权利要求2所述的温度敏感变色指示装置，其特征在于，所述液晶弹性体的玻璃化转变温度为-70℃～-10℃，所述液晶弹性体的相转变温度为-5℃～40℃。
4.如权利要求2所述的温度敏感变色指示装置，其特征在于，所述阻隔层由金属材料或无机材料制备而成。
5.如权利要求1所述的温度敏感变色指示装置，其特征在于，所述第一液态活性反应物为酸性液体，所述第二液态活性反应物为酸性指示剂；或；所述第一液态活性反应物为碱性液体，所述第二液态活性反应物为碱性指示剂。
6.一种温度敏感变色指示装置，其特征在于，包括温度响应部、指示部以及将所述指示部和所述温度响应部相互隔离开的阻隔层，其中：
所述温度响应部包括第一液态活性反应物和第一相转变单元，所述第一相转变单元溶胀于所述第一液态活性反应物中，所述第一相转变单元在外界温度低于某一临界点温度时发生使所述温度响应部体积膨胀的相转变并将所述第一液态活性反应物挤出本体；
所述指示部包括第二液态活性反应物和第二相转变单元，所述第二相转变单元溶胀于所述第二液态活性反应物中，所述第二相转变单元在外界温度低于某一临界点温度时发生使所述指示部体积膨胀的相转变并将所述第二液态活性反应物挤出本体，所述第二液态活性反应物与所述第一液态活性反应物接触后发生区别于所述第二液态活性反应物本体颜色的不可逆的颜色变化；
所述阻隔层为设置于所述指示部上的致密层，所述阻隔层的杨氏模量Y1大于所述第二相转变单元的杨氏模量Y3。
7.如权利要求6所述的温度敏感变色指示装置，其特征在于，所述第一相转变单元和所述第二相转变单元分别为相同或不同的液晶弹性体。
8.一种液晶弹性体，其特征在于，包括丙烯酸酯类液晶单体、丙烯酸酯改性柔性长链聚合物、末端含巯基的扩链剂、末端含巯基的交联剂、碱性催化剂以及光引发剂，所述的液晶弹性体应用于权利要求1-7中的任意一项所述的温度敏感变色指示装置。
9.如权利要求8所述的液晶弹性体，其特征在于，所述丙烯酸酯类液晶单体包含若干相同或不同的液晶基元。
10.如权利要求8所述的液晶弹性体，其特征在于，所述丙烯酸酯改性柔性长链聚合物中亚甲基的重复单元为4～14。
11.如权利要求8所述的液晶弹性体，其特征在于，所述末端含巯基的扩链剂为双巯基功能化的小分子或其衍生物；所述末端含巯基的交联剂为四巯基功能化的小分子或其衍生物。
12.如权利要求8所述的液晶弹性体，其特征在于，以质量为单位计算，所述碱性催化剂的含量为含丙烯酸酯基的化合物和含巯基的化合物的总重量的0.5％～10％。
13.如权利要求12所述的液晶弹性体，其特征在于，以质量为单位计算，所述碱性催化剂的含量为含丙烯酸酯基的化合物和含巯基的化合物的总重量的3.4％。
14.如权利要求8所述的液晶弹性体，其特征在于，以质量为单位计算，所述光引发剂的含量为含丙烯酸酯基的化合物和含巯基的化合物的总重量的0.1％～7％。
15.如权利要求14所述的液晶弹性体，其特征在于，以质量为单位计算，所述光引发剂的含量为含丙烯酸酯基的化合物和含巯基的化合物的总重量的0.7％。
16.如权利要求8所述的液晶弹性体，其特征在于，以物质的量为单位计算，丙烯酸酯基官能团的含量高于巯基官能团的含量，优选的，丙烯酸酯基官能团的物质的量与巯基官能团的物质的量的比为1.05：1.0。
17.如权利要求8所述的液晶弹性体，其特征在于，以物质的量为单位计算，丙烯酸酯改性柔性长链聚合物中丙烯酸酯基官能团的物质的量与总丙烯酸酯基官能团的物质的量的比值在10％～60％。
18.如权利要求8所述的液晶弹性体，其特征在于，以物质的量为单位计算，扩链剂中巯基官能团的物质的量与总巯基官能团的物质的量的比值为70％～90％。
19.一种液晶弹性体的制备方法，其特征在于，应用于权利要求8-18中的任意一项所述的液晶弹性体，包括如下步骤：
S1、将丙烯酸酯类液晶单体、丙烯酸酯改性柔性长链聚合物、末端含巯基的扩链剂、末端含巯基的交联剂以及光引发剂溶解在二氯甲烷中，混合均匀，得到第一混合溶液；
S2、再将碱性催化剂慢慢加入步骤S1所述混合溶液中，混合均匀，得到第二混合溶液；
S3、将步骤S2中的所述第二混合溶液转移至敞口容器中，于室温下，暴露于空气中进行反应，反应的时间2h～24h，得到第一交联物；
S4、对步骤S3中的所述第一交联物进行机械拉伸，拉伸后将第一交联物置于惰性气体氛围下，在加热的条件下对所述第一交联物进行光聚合，得到液晶弹性体。
20.如权利要求19所述的液晶弹性体的制备方法，其特征在于，所述碱性催化剂为二级胺或三级胺；所述加热的温度为向列相转变温度。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023116088A1 (zh) * | 2021-12-23 | 2023-06-29 | 江苏集萃智能液晶科技有限公司 | 一种温敏变色指示器 |
Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4191125A (en) * | 1978-07-03 | 1980-03-04 | Akzona Incorporated | Freeze indicator |
| US20010046451A1 (en) * | 1999-05-26 | 2001-11-29 | Patel Gordhanbhai N. | Freeze monitoring device |
| US20080295761A1 (en) * | 2005-04-29 | 2008-12-04 | Ambrozy Rel S | Stimulus indicating device employing polymer gels |
| US20090010803A1 (en) * | 2005-04-29 | 2009-01-08 | Ambrozy Rel S | Stimulus Indicating Device Employing Polymer Gels |
| CN102362161A (zh) * | 2009-01-22 | 2012-02-22 | 斯蒂茨丁荷兰聚合物学会 | 多功能光学传感器 |
| US20180372700A1 (en) * | 2015-12-17 | 2018-12-27 | Keep-It Technologies As | Printable time-temperature indicator system |
| CN111276035A (zh) * | 2020-03-20 | 2020-06-12 | 苏州和萃新材料有限公司 | 一种温度指示标签 |
| CN111833718A (zh) * | 2019-04-15 | 2020-10-27 | 江苏集萃智能液晶科技有限公司 | 一种温度指示标签 |
| CN112013989A (zh) * | 2019-05-28 | 2020-12-01 | 江苏集萃智能液晶科技有限公司 | 一种下临界温度指示装置 |
| CN112924049A (zh) * | 2021-03-04 | 2021-06-08 | 中国科学院大学 | 一种温度下限监控器及其应用 |
| CN213812645U (zh) * | 2020-12-29 | 2021-07-27 | 苏州和萃新材料有限公司 | 上临界温度指示器 |
| CN113390521A (zh) * | 2021-07-09 | 2021-09-14 | 江苏集萃智能液晶科技有限公司 | 一种温度指示装置 |
-
2021
- 2021-09-22 CN CN202111107446.0A patent/CN113720491A/zh active Pending
Patent Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4191125A (en) * | 1978-07-03 | 1980-03-04 | Akzona Incorporated | Freeze indicator |
| US20010046451A1 (en) * | 1999-05-26 | 2001-11-29 | Patel Gordhanbhai N. | Freeze monitoring device |
| US20080295761A1 (en) * | 2005-04-29 | 2008-12-04 | Ambrozy Rel S | Stimulus indicating device employing polymer gels |
| US20090010803A1 (en) * | 2005-04-29 | 2009-01-08 | Ambrozy Rel S | Stimulus Indicating Device Employing Polymer Gels |
| CN102362161A (zh) * | 2009-01-22 | 2012-02-22 | 斯蒂茨丁荷兰聚合物学会 | 多功能光学传感器 |
| US20180372700A1 (en) * | 2015-12-17 | 2018-12-27 | Keep-It Technologies As | Printable time-temperature indicator system |
| CN111833718A (zh) * | 2019-04-15 | 2020-10-27 | 江苏集萃智能液晶科技有限公司 | 一种温度指示标签 |
| CN112013989A (zh) * | 2019-05-28 | 2020-12-01 | 江苏集萃智能液晶科技有限公司 | 一种下临界温度指示装置 |
| CN111276035A (zh) * | 2020-03-20 | 2020-06-12 | 苏州和萃新材料有限公司 | 一种温度指示标签 |
| CN213812645U (zh) * | 2020-12-29 | 2021-07-27 | 苏州和萃新材料有限公司 | 上临界温度指示器 |
| CN112924049A (zh) * | 2021-03-04 | 2021-06-08 | 中国科学院大学 | 一种温度下限监控器及其应用 |
| CN113390521A (zh) * | 2021-07-09 | 2021-09-14 | 江苏集萃智能液晶科技有限公司 | 一种温度指示装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023116088A1 (zh) * | 2021-12-23 | 2023-06-29 | 江苏集萃智能液晶科技有限公司 | 一种温敏变色指示器 |
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