[發(fā)明專利]一種高強(qiáng)度水凝膠的制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710933562.5
• 申請(qǐng)日: 2017-10-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107629219A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-01-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 戴琪;楊立軍;張淑嫻
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 戴琪
• 主分類號(hào): C08J3/075
• 分類號(hào): C08J3/075;C08J3/24;C08J7/04;C09D4/06;C09D4/02;C09D7/62;C09D7/63;C08L29/04;C08K9/06;C08K3/34
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種水凝膠技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高強(qiáng)度水凝膠的制備方法。

背景技術(shù)

凝膠在我們平時(shí)的日常生活中隨處可見(jiàn)，比如果凍、瓊脂、牙膏、隱形眼鏡、膠型鋼筆、發(fā)膠及其他化妝品等等。其中，水凝膠最為常見(jiàn)。水凝膠是以水為分散介質(zhì)的凝膠，是一種親水性但不溶于水的高分子聚合物。特有的具有三維親水性聚合物網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，其包含純水作為分散介質(zhì)，并且其是高度吸收性的，能夠吸收大量的水，性質(zhì)柔軟，從而具有類似于天然組織的撓性。水凝膠具有良好的生物相容性，并具有一定的刺激響應(yīng)性，近幾十年來(lái)受到科學(xué)家、工程師以及商業(yè)界人士的廣泛關(guān)注。水凝膠是一種發(fā)展迅速的功能高分子材料，在生物醫(yī)藥、酶活性控制、分子分離等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。

水凝膠具有諸多優(yōu)點(diǎn)外同時(shí)也存在不少缺點(diǎn)：比如傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)水凝膠響應(yīng)速率慢、力學(xué)強(qiáng)度低，力學(xué)強(qiáng)度低主要表現(xiàn)在聚合物分子鏈密度低、分子鏈間摩擦力小、在凝膠過(guò)程中形成的交聯(lián)結(jié)構(gòu)不均勻等。

由于水凝膠在未來(lái)的的應(yīng)用中越來(lái)越廣泛，因此對(duì)力學(xué)性能的要求越來(lái)越高，亟待提供一種高強(qiáng)度力學(xué)水凝膠的制備方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題：針對(duì)目前水凝膠的力學(xué)強(qiáng)度低的缺陷，提供了一種高強(qiáng)度水凝膠的制備方法。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下所述的技術(shù)方案是：

一種高強(qiáng)度水凝膠的制備方法，其特征在于具體制備步驟為：

（1）稱取6～8g蒙脫土和10～16g聚乙烯醇混合研磨后過(guò)100目篩，收集過(guò)篩粉末，向過(guò)篩粉末中加入80～100mL去離子水和2～4g苯酚混合置于水浴鍋中加熱振蕩，得到自制分散液，備用；

（2）將硅烷偶聯(lián)劑KH-570加至上述自制分散液中，待滴加完成后攪拌混合并倒入培養(yǎng)皿中冷凍，冷凍后融化，如此循環(huán)冷凍、融化處理后，立即用液氮噴淋冷凍，噴淋冷凍后放入烘箱中烘干后，得到烘干的混合物；

（3）將上述烘干的混合物置于100～120mL去離子水中混合攪拌，得到自制水凝膠坯體；

（4）稱取8～10g石英砂研磨粉碎后，即為石英砂粉末，將石英砂粉末和鈦酸酯偶聯(lián)劑201混合攪拌，攪拌后裝入到帶有10～12mL甜菜油和6～8mL酸奶的發(fā)酵罐中，密封發(fā)酵，發(fā)酵結(jié)束后，取出發(fā)酵產(chǎn)物，即為改性石英砂粉末；

（5）按重量份數(shù)計(jì)，分別稱取2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、N，N-亞甲基雙丙烯酰胺、苯甲酰甲酸甲酯、明膠、納米碳纖維、改性石英砂粉末和去離子水混合置于攪拌機(jī)中攪拌，得到自制乳膠液，向上述自制水凝膠坯體表面涂抹一層自制乳膠液，涂抹后放入烘箱中烘干，出料，即可制得高強(qiáng)度水凝膠。

步驟（1）所述的研磨時(shí)間為5～7min，加熱震蕩溫度為75～95℃，加熱振蕩時(shí)間為1～3h。

步驟（2）所述的硅烷偶聯(lián)劑KH-570和自制超聲分散液的體積比為1：10，控制滴加時(shí)間為16～24min，冷凍溫度為-18～-10℃，冷凍時(shí)間為2～4h，融化溫度為24～36℃，融化時(shí)間為1～3h，循環(huán)冷凍、融化過(guò)程的次數(shù)為3～5次，冷凍時(shí)間為2～4min，烘干溫度為85～90℃，烘干時(shí)間為1～2h。

步驟（3）所述的攪拌溫度為25～30℃，攪拌時(shí)間為1～2h。

步驟（4）所述的研磨粉碎時(shí)間為6～10min，石英砂粉末和鈦酸酯偶聯(lián)劑201的質(zhì)量比為6：1，混合攪拌時(shí)間為10～12min，發(fā)酵溫度為30～45℃，發(fā)酵時(shí)間為7～9天。

步驟（5）所述的按重量份數(shù)計(jì)，分別稱取6～8份2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、3～5份N，N-亞甲基雙丙烯酰胺、1～3份苯甲酰甲酸甲酯、2～4份明膠、1～3份納米碳纖維、1～3份改性石英砂粉末和10～12份去離子水，攪拌溫度為45～55℃，攪拌時(shí)間為1～2h，涂抹厚度為0.3～0.5mm，烘干溫度為65～85℃，烘干時(shí)間為1～2h。

本發(fā)明與其他方法相比，有益技術(shù)效果是：