[發(fā)明專利]一種高強度均勻分散型水凝膠的制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201811046859.0
• 申請日: 2018-09-08
• 公開（公告）號: CN109206818A
• 公開（公告）日: 2019-01-15
• 發(fā)明（設計）人: 胡次兵;蔣東明;趙金晶
• 申請（專利權）人: 佛山市禪城區(qū)諾高環(huán)保科技有限公司
• 主分類號: C08L33/26
• 分類號: C08L33/26;C08L97/02;C08L89/00;C08K9/02;C08K3/04;C08K5/21;C08J3/075;C08J3/28;C08F120/56;C08F2/44
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本發(fā)明涉及一種高強度均勻分散型水凝膠的制備方法，屬于水凝膠制備技術領域。本發(fā)明以毛竹片為原料得到氧化混合液并與雙氧水反應，加入大豆磷脂混合制得混合漿液，再將混合漿液進行酶解，濃縮后制得反應乳液，最后將反應乳液與丙烯酰胺、蒸餾水以及其它助劑混合制得高強度均勻分散型水凝膠，本發(fā)明將竹纖維與石墨粉混合反應生成氧化石墨烯，在硫酸溶液中，促使氧化石墨烯與竹纖維得到充分接觸，有利于水凝膠在固化后交聯(lián)密度得到提高，本發(fā)明以竹纖維為基底，將氧化石墨烯附著于竹纖維管中，并將竹纖維與大豆磷脂混合，有效加強了水凝膠固化后的力學性能，具有廣闊的應用前景。

技術領域

本發(fā)明涉及一種高強度均勻分散型水凝膠的制備方法，屬于水凝膠制備技術領域。

背景技術

凝膠在我們平時的日常生活中隨處可見，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，其中，水凝膠最為常見。水凝膠是由親水性的高分子鏈通過交聯(lián)形成的三維網(wǎng)狀結構材料，由于其溶脹于水中，質(zhì)地柔軟而類似生物組織，是一種理想的生物相容性材料。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、分子分離等領域有著廣泛的應用。

水凝膠的研究帶動了相關學科如醫(yī)學、生物工程學、水土學、材料科學等的發(fā)展。然而當水凝膠用于這些領域時，通常都要求其具有一定的強度，以滿足作為負載或保持其功能性的要求。而傳統(tǒng)的合成高吸水性凝膠主要以丙烯酸、丙烯酰胺為原料，單一材料的水凝膠由于交聯(lián)點密度低和交聯(lián)結構不均勻，吸水后凝膠拉伸和壓縮強度低等不足，嚴重限制了其發(fā)展。此外，由于水凝膠內(nèi)部含有大量的水，其粘性受到極大的限制。然而，目前大多數(shù)的研究工作主要集中于提高水凝膠的力學性能，而對其粘性的研究卻十分有限。水凝膠優(yōu)異的粘性性能取決于水凝膠體系良好的內(nèi)聚力與粘結力的平衡關系。其中，當水凝膠的內(nèi)聚力較大時，聚合物與基質(zhì)表面產(chǎn)生有效的粘結作用就會受到限制，而當水凝膠的粘結力較大時，其內(nèi)聚力又較弱導致水凝膠的力學性能低下，無法滿足水凝膠在大載荷下的應用，這就限制了水凝膠的應用范圍。

因此，開發(fā)出同時具有優(yōu)異粘性和適當?shù)牧W強度的水凝膠顯得尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術問題：針對目前水凝膠凝固后力學性能不佳導致水凝膠易斷裂，同時針對水凝膠內(nèi)部結構不均勻的缺陷，提供了一種高強度均勻分散型水凝膠的制備方法。

為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案是：

一種高強度均勻分散型水凝膠的制備方法，其特征在于具體制備步驟為：

（1）稱取500～700g毛竹片投入燒杯中，用氫氧化鈉溶液浸漬毛竹片，將燒杯置于水浴鍋中，恒溫水煮3～5h制得混合液，將石墨粉加入燒杯中，用攪拌器混合攪拌，過濾得到濾渣，用蒸餾水清洗濾渣3～5次；

（2）將上述濾渣研磨后與硫酸溶液按質(zhì)量比1：5投入三口燒瓶中，超聲振蕩制得固液混合物，向三口燒瓶中加入固液混合物質(zhì)量5～8%的高錳酸鉀粉末，用攪拌器混合攪拌制得氧化混合液；

（3）向上述三口燒瓶中加入氧化混合液質(zhì)量40～60%的雙氧水，將燒杯置于水浴鍋中恒溫反應，反應后過濾得到濾餅，將濾餅與大豆磷脂水溶液按質(zhì)量比1：5投入反應釜中混合均勻制得混合漿液；

（4）將混合漿液與纖維素酶按質(zhì)量比60：1投入玻璃皿中，將玻璃皿置于恒溫恒濕箱中，在氬氣氛圍下，密封靜置4～6h制得混合乳液，向玻璃皿中加入混合乳液質(zhì)量8～12%的大豆蛋白粉，混合均勻后繼續(xù)在氬氣氛圍下密封靜置2～3h，靜置后將玻璃皿置于微波反應器中微波處理，再將玻璃皿置于真空干燥箱中真空濃縮制得反應乳液；

（5）按重量分數(shù)計，稱取7～9份上述反應乳液、1～2份過硫酸鉀、8～10份丙烯酰胺和20～22份去離子水投入燒杯中，將燒杯置于水浴鍋中，用攪拌器混合攪拌，自然冷卻至室溫即得高強度均勻分散型水凝膠。