[發(fā)明專利]一種高吸水率水凝膠及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110289246.1
• 申請日: 2011-09-27
• 公開（公告）號: CN102504117A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高建青;夏國龔;韓旻;李平
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué);常州市南方衛(wèi)生器材廠有限公司
• 主分類號: C08F261/04
• 分類號: C08F261/04;C08F220/06;C08F220/56;C08F220/28;C08F2/10
• 代理公司: 杭州天勤知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及聚合物的合成與改性領(lǐng)域，具體涉及一種高吸水率水凝膠及其制備方法。

背景技術(shù)

水凝膠是一種能夠在水中溶脹、吸收并保持大量水分而又不溶解于水的具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的親水性交聯(lián)聚合物。水凝膠具有相對固定的形狀，內(nèi)部的水分子盡管被束縛于凝膠網(wǎng)絡(luò)中，但仍具有一定的活動性。水凝膠這種體系的特殊結(jié)構(gòu)類似于生物體的構(gòu)造，因而具有類似生物體系的行為。水凝膠具有良好的生物相容性，與被固定化的酶或細(xì)胞之間只有微弱的作用，能使固定在水凝膠中的生物分子保持較長時間的活性。由于水凝膠具有獨(dú)特的物理和化學(xué)性質(zhì)，它們被廣泛應(yīng)用于食品加工與保存、農(nóng)林用保水劑、婦女和兒童的衛(wèi)生用品、工業(yè)用的分離濃縮材料、除水劑、建筑業(yè)用的防漏密封材料以及醫(yī)用敷料等各種用途的功能材料。

水凝膠種類繁多，根據(jù)組成的高分子來源不同，可分為天然高分子水凝膠和合成高分子水凝膠。天然高分子水凝膠主要有淀粉系列(淀粉接枝、羧甲基化淀粉等)、纖維素系列(纖維素接枝、羧甲基化纖維素等)、蛋白質(zhì)系列(大豆蛋白類、絲蛋白類等)、其他天然物及其衍生物系列(果膠、藻酸鹽、殼聚糖等)。合成高分子水凝膠主要有聚丙烯酸及其衍生物類、聚丙烯酰胺及其衍生物類、聚乙烯醇類、聚乙烯基吡咯烷酮類、聚環(huán)氧化物類等。合成高分子水凝膠如聚丙烯酸及其衍生物類因其分子量高，價格便宜且吸水性能強(qiáng)而備受矚目，用途最為廣泛。

水凝膠的制備方式主要有水溶液聚合、反相懸浮聚合、輻射聚合等。反相懸浮聚合需要使用有機(jī)溶劑，易造成環(huán)境污染，生產(chǎn)上需增加溶劑回收裝置，而產(chǎn)品可能會有少量溶劑殘留，另外，聚合反應(yīng)溫度控制不靈敏時，易發(fā)生爆炸事故；輻射聚合所得的高分子具有較高的純度，聚合反應(yīng)可以在低溫和固相下進(jìn)行，且較易控制，但是輻射作用無選擇性，會使反應(yīng)比較復(fù)雜，同時需提高專門的輻射發(fā)生裝置，而輻射對人體健康有很大的危害作用。綜合成本、安全、環(huán)保等方面的考慮，水溶液聚合是比較適合水凝膠制備的。

機(jī)械強(qiáng)度低和難于加工操作是目前的水凝膠的兩大顯著缺點(diǎn)，因此有必要對水凝膠進(jìn)行材料改性設(shè)計(jì)，同時可以提高水凝膠的吸水率。聚合物共混是材料改性的一種重要手段，已成為改性聚合物材料的一種卓有成效的途徑，近年來日益引起興趣和重視。聚合物共混按制備方法分為物理方法和化學(xué)方法兩種。物理方法根據(jù)參與共混物料的形態(tài)而又分為機(jī)械共混法、溶液共混法和乳液共混法。化學(xué)方法包括利用接枝、嵌段共聚-共混法制備聚合物共混物和利用互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)(IPN)法形成互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物共混物。物理法應(yīng)用最早，工藝操作方便，比較經(jīng)濟(jì)，至今仍占重要地位。化學(xué)法制備的聚合物共混物性能較為優(yōu)越，近幾年發(fā)展較為迅速。水凝膠的兩大缺點(diǎn)，決定了其不易采用物理方法改性。

而現(xiàn)有技術(shù)中，采用的化學(xué)改性的方法制備的水凝膠通常也都存在吸水率不高、難加工的技術(shù)缺陷，需要進(jìn)一步提高水凝膠性能。因此，如何采用化學(xué)改性的方法，設(shè)計(jì)合成具有高吸水率、易加工的水凝膠，具有重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種高吸水率水凝膠，該高吸水率水凝膠具有無色透明的外觀特征、吸水率高且易加工成膜。

一種高吸水率水凝膠，由以下重量百分比的原料制成：

聚乙烯醇??????????????????????????????????????????4％～12％；

水????????????????????????????????????????????????70％～90％；

水溶性單體????????????????????????????????????????5％～20％；

引發(fā)劑????????????????????????????????????????????0.04％～0.4％；

交聯(lián)劑????????????????????????????????????????????0.03％～0.3％；

所述的水溶性單體由第一水溶性單體和第二水溶性單體組成，所述的第一水溶性單體和第二水溶性單體相同或不同。

為了得到更好的發(fā)明效果，對本發(fā)明進(jìn)行優(yōu)選：

所述的高吸水率水凝膠由以下重量百分比的原料制成：

聚乙烯醇??????????????????????????????????????????4.15％～5.3％；

水????????????????????????????????????????????????78％～84％；