1.一种透氧硅水凝胶材料的制备方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:(1)聚乙烯醇溶液配制:将聚乙烯醇粉末与去离子水混合后加热,获取聚乙烯醇溶液;
(2)PDMS微球悬浮液制备:取PDMS前聚体与固化剂混合后,加入冷却后的聚乙烯醇溶液中机械搅拌,随后加入60份去离子水稀释,经加热搅拌获得PDMS微球悬浮液,其中,所有组分份量按照质量份数计;
(3)离心洗涤:将上述PDMS微球悬浮液用去离子水多次离心洗涤,每次离心时间为10min,将洗涤完成的PDMS微球悬浮液分散在少量去离子水中,获得PDMS微球分散液;
(4)保温搅拌:将聚乙烯醇粉末、PDMS微球分散液、去离子水和水溶性硅油混合,并将混合液放入保温搅拌反应釜中,持续搅拌获得硅水凝胶原料混合液;
在保温搅拌过程中,采集各时刻反应釜内的高光谱图,根据各时刻高光谱图中数据点在各波段的吸收率的分布情况获取各种硅水凝胶原料;
根据各时刻各种硅水凝胶原料中吸收率的平均水平,以及各数据点的相邻波峰点的吸收率差异程度,构建各时刻各硅水凝胶原料的原料浓度系数,结合各时刻所有种类硅水凝胶原料的原料浓度系数计算各时刻的硅水凝胶原料搅拌系数;
分析各时刻与之前多个时刻关于高光谱图中数据点的波峰点对应波长的差异以及关于数据点的吸收率差异,结合每种硅水凝胶原料在各时刻与之前多个时刻之间的吸收率差异,得到各时刻的搅拌补偿系数;
根据各时刻的硅水凝胶原料搅拌系数与搅拌补偿系数对反应釜温度进行自适应调节;
(5)冷却:将上述制备出的硅水凝胶原料混合液从反应釜中取出,置于容器中冷却;
(6)凝胶制作:硅水凝胶原料混合液冷却后倒入模具中进行多次循环冷冻-解冻,后将解冻的水凝胶置于去离子水中,多次更换去离子水去除残余的化学组分,得到透氧硅水凝胶材料;
获取各时刻的硅水凝胶原料包括:
对于各时刻高光谱图中的数据点,将每个数据点在各个波段的吸收率按照波段升序排列组成每个数据点的吸收率序列,对各吸收率序列拟合得到各数据点的拟合曲线,统计各数据点的拟合曲线的最大波峰点对应的波长,通过聚类算法对所有波峰点对应的波长进行聚类划分,将处于同一类别的所有波长对应的数据点作为同种硅水凝胶原料;
各时刻的硅水凝胶原料搅拌系数的获取过程包括:
对于各种硅水凝胶原料,分析第y种硅水凝胶原料中所有数据点的波峰点对应吸收率的均值,记为波峰均值;分析第y种硅水凝胶原料中每个数据点的相邻波峰点的吸收率的差值取绝对值,记为波峰绝对值;
各时刻第y种硅水凝胶原料的原料浓度系数与所述波峰均值成正相关关系,与所述波峰绝对值成负相关关系;
各时刻的硅水凝胶原料搅拌系数与各时刻所有种类硅水凝胶原料的原料浓度系数成负相关关系;
各时刻的搅拌补偿系数的获取过程包括:
计算每个数据点在各时刻的波峰点与其之前多个时刻的波峰点对应波长之间的差值取绝对值进行累加,记为每个数据点在各时刻的波长差异;
将每个数据点在各时刻的吸收率序列与其之前多个时刻的吸收率序列之间的距离进行累加,记为每个数据点在各时刻的吸收率差异;
将所述波长差异与所述吸收率差异的比值作为每个数据点在各时刻的搅拌光谱偏移指数;
分析每种硅水凝胶原料在各时刻所包含数据点的吸收率的均值,记为各时刻的吸收率均值,获取每种硅水凝胶原料在各时刻的所述吸收率均值与其之前多个时刻的所述吸收率均值的差值进行累加的结果,将所述结果的倒数作为每种硅水凝胶原料在各时刻的搅拌均匀指数;
各时刻的搅拌补偿系数分别与所有数据点在各时刻的搅拌光谱偏移指数以及所有种类硅水凝胶原料在各时刻的搅拌均匀指数成正相关关系;
对反应釜温度进行自适应调节包括:
将各时刻的硅水凝胶原料搅拌系数与搅拌补偿系数的乘积作为各时刻硅水凝胶原料搅拌的温度适配指数,将采集的所有时刻的所述温度适配指数按照采集时刻顺序排列组成温度适配指数序列,输入神经网络中,获取硅水凝胶原料搅拌的最佳温度,对反应釜温度进行调节。
2.如权利要求1所述的一种透氧硅水凝胶材料的制备方法,其特征在于,所述聚乙烯醇溶液配制的过程中聚乙烯醇粉末与去离子水的份量比为1:9。
3.如权利要求1所述的一种透氧硅水凝胶材料的制备方法,其特征在于,所述固化剂份量为0.5份。
4.如权利要求1所述的一种透氧硅水凝胶材料的制备方法,其特征在于,所述机械搅拌的离心速度为2000~3000rpm,搅拌时间为1h。
5.如权利要求1所述的一种透氧硅水凝胶材料的制备方法,其特征在于,所述保温搅拌反应釜中混合液包含聚乙烯醇粉末3.7份,PDMS微球分散液5.8份,去离子水20.47份,水溶性硅油3.7份。