[發明專利]一種聚丙烯酰胺氣凝膠、制備方法及其應用

有效

• 申請號: 201910490087.8
• 申請日: 2019-06-06
• 公開（公告）號: CN110105617B
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發明（設計）人: 劉愛萍;許為中;吳化平;邢赟;汪星
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學
• 主分類號: C08J9/28
• 分類號: C08J9/28;C08J3/24;C08J3/28;C08L33/26;C08F220/56;C08F222/38;C08F2/48
• 代理公司: 杭州敦和專利代理事務所(普通合伙) 33296
• 代理人: 姜術丹

1.一種聚丙烯酰胺氣凝膠的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟(1)、在分散介質中加入制備原料，在避光條件下攪拌均勻直至制備原料完全溶解，得到透明的丙烯酰胺前驅液；其中，所述制備原料包括聚合反應單體、化學交聯劑和光引發劑，所述聚合反應單體為丙烯酰胺，所述化學交聯劑為亞甲基雙丙烯酰胺，所述光引發劑為偶氮二異丁脒鹽酸鹽,所述分散介質為水；

步驟(2)、將所述步驟(1)中得到的前驅液注入具有徑向溫度梯度的徑向冷凍裝置進行徑向冷凍形成冰晶，冰晶沿溫度梯度方向生長，且冰晶生長過程會將溶液中的溶質擠出得到未交聯的溶質孔壁，待所述前驅液完全冰凍后，得到徑向冰晶結構的冷凍樣，并將冷凍樣脫模并置于低溫環境；所述冷凍裝置為通過銅管垂直浸入低溫乙醇浴，其中，所述低溫乙醇浴溫度在0℃至-120℃范圍內可控；

步驟(3)、將所述步驟(2)中得到的冷凍樣進行低溫紫外輻射交聯，待冷凍樣交聯完全后，將徑向結構保留下來；所述低溫紫外輻射交聯包括紫外燈光照和低溫環境，其中，紫外燈紫外波長為365nm，循環交替的方式進行紫外光照，所述紫外燈紫外光照時間為6小時以確保交聯完全；

步驟(4)、將所述步驟(3)中交聯完全的冷凍樣進行冷凍干燥，從而獲得未處理的徑向分級多孔結構的聚丙烯酰胺氣凝膠，所述未處理的徑向分級多孔結構的聚丙烯酰胺氣凝膠再通過預溶脹和再次冷凍干燥的預處理方法降低吸濕溶脹，從而得到徑向分級多孔結構的聚丙烯酰胺氣凝膠，即得到所述聚丙烯酰胺氣凝膠；至少將兩根徑向分級多孔結構的聚丙烯酰胺氣凝膠縫合成一根徑向分級多孔結構的聚丙烯酰胺氣凝膠。

2.一種聚丙烯酰胺氣凝膠的應用，其特征在于：采用權利要求1步驟(4)所述的至少將兩根徑向分級多孔結構的聚丙烯酰胺氣凝膠縫合成一根徑向分級多孔結構的聚丙烯酰胺氣凝膠,其中，將所述聚丙烯酰胺氣凝膠的具有毫米級別的徑向發散通道的一端浸沒在水中，以利用所述聚丙烯酰胺氣凝膠實現長程定向運輸水。

3.根據權利要求2所述的一種聚丙烯酰胺氣凝膠的應用，其特征在于：將多根具有徑向分級多孔結構的所述聚丙烯酰胺氣凝膠縫合成一根更長的聚丙烯酰胺氣凝膠，從而能夠遠程的定向運輸水。

4.根據權利要求3所述的一種聚丙烯酰胺氣凝膠的應用，其特征在于：所述聚丙烯酰胺氣凝膠縫合的方法包括：無縫縫合的方法，具體為通過相同的前驅液在所述聚丙烯酰胺氣凝膠的接口處冷凍結合，并進行低溫輻射交聯，然后冷凍干燥；

以及

有縫縫合的方法，具體為通過熱熔膠在所述聚丙烯酰胺氣凝膠的接口處結合，并進行低溫輻射交聯，然后冷凍干燥預處理。