[發(fā)明專利]一種聚乙烯醇-纖維素-聚丙烯酸的復(fù)合水凝膠及其制法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011454221.8
• 申請日: 2020-12-10
• 公開（公告）號: CN112500531A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳敏
• 申請（專利權(quán)）人: 桐鄉(xiāng)市璟祥新材料科技有限公司
• 主分類號: C08F251/02
• 分類號: C08F251/02;C08F261/04;C08F220/06;C08F220/56;C08F222/38;C08F8/46;C08F116/06;C08B11/12;C08J3/075;C08L51/00;C08L51/02;B01J13/00;B01F7/18;B01F
• 代理公司: 嘉興倍創(chuàng)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 33395
• 代理人: 周闖

本發(fā)明涉及吸水材料技術(shù)領(lǐng)域，且公開了一種聚乙烯醇?纖維素?聚丙烯酸的復(fù)合水凝膠，在氮氣中，聚乙烯醇與馬來酸酐反應(yīng)，得到烯基化聚乙烯醇，將纖維素置于氯乙酸溶液，得到醚化纖維素，增加纖維素的反應(yīng)活性和溶脹性能，丙烯酸中和后，加入烯基化聚乙烯醇、醚化纖維素、丙烯酰胺，在過硫酸銨的作用下，各單體發(fā)生接枝共聚，得到聚乙烯醇?纖維素?聚丙烯酸的復(fù)合水凝膠，具有相互貫穿的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，中和的丙烯酸上含有?COOH(Na)親水基團，提高吸水率，接枝烯基化聚乙烯醇使水凝膠沒有結(jié)晶化，改善生物相容性，使得聚乙烯醇?纖維素?聚丙烯酸的復(fù)合水凝膠具有優(yōu)異的吸水性能、保水性能、抗鹽性、生物相容性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及吸水材料技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種聚乙烯醇-纖維素-聚丙烯酸的復(fù)合水凝膠及其制法。

背景技術(shù)

近年來，隨著全球變暖，使得世界干旱和半干旱地區(qū)的面積不斷地擴大，再加上大量的水土流失，導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境不斷惡化，使得農(nóng)業(yè)的發(fā)展和人類的生存環(huán)境收到了極其嚴重的影響，而如何高效的利用土壤中的水分，使得植物能夠克服干旱的影響，成為了研究人員關(guān)注的重點。

高吸水性樹脂是一種具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高分子聚合物，具有優(yōu)異的吸水、保水、生物相容性，廣泛應(yīng)用于生物、醫(yī)學(xué)、日常生活等領(lǐng)域，丙烯酸無毒無味，制備得到的吸水材料吸水和保水能力很強，但是純的丙烯酸吸水材料成本太高、抗鹽性和生物相容性較差，丙烯酰胺具有優(yōu)異的抗鹽性，引入天然高分子材料纖維素改變了高吸水性樹脂的化學(xué)結(jié)構(gòu)、提高了其生物降解性，同時，水凝膠是一種親水性好卻又不溶于水的具有特殊三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高分子體系，具有優(yōu)異的吸水性和環(huán)境敏感性，溶脹平衡快、溶脹比大，因此，我們采用聚乙烯醇-纖維素-聚丙烯酸的復(fù)合水凝膠的方式來解決上述問題。

(一)解決的技術(shù)問題

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種聚乙烯醇-纖維素-聚丙烯酸的復(fù)合水凝膠及其制法，解決了丙烯酸吸水材料抗鹽性和生物相容性較差的問題。

(二)技術(shù)方案

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種聚乙烯醇-纖維素-聚丙烯酸的復(fù)合水凝膠，所述聚乙烯醇-纖維素-聚丙烯酸的復(fù)合水凝膠制備方法如下：

(1)向反應(yīng)瓶中加入二甲基亞砜、聚乙烯醇，超聲分散均勻，加入馬來酸酐，其中聚乙烯醇、馬來酸酐的質(zhì)量比為100:10-20，進行酯化過程，冷卻至室溫，加入過量去離子水來沉淀產(chǎn)物，過濾并干燥，將干燥的產(chǎn)物用二氯甲烷抽提，真空干燥，得到烯基化聚乙烯醇；

(2)向反應(yīng)瓶中加入氫氧化鈉溶液、研磨成粉末的纖維素，控制氫氧化鈉的質(zhì)量濃度為5-10％，置于水浴攪拌裝置中，在50-60℃下攪拌2-3h，加入氯乙酸的乙醇溶液，進行醚化過程，過濾，用乙醇溶液洗至中性，過濾并干燥，得到醚化纖維素；

(3)向反應(yīng)瓶中加入去離子水、丙烯酸、氫氧化鈉，超聲分散均勻，再加入烯基化聚乙烯醇、醚化纖維素、丙烯酰胺、過硫酸銨，在55-65℃下反應(yīng)30-60min，再加入N,N-亞甲基雙丙烯酰胺，在55-65℃下反應(yīng)4-6h，過濾，冷凍干燥，得到聚乙烯醇-纖維素-聚丙烯酸的復(fù)合水凝膠。

優(yōu)選的，所述步驟(1)中酯化過程為在氮氣氛圍中90-110℃下反應(yīng)12-36h。

優(yōu)選的，所述步驟(2)中水浴攪拌裝置包括主體，主體的頂部活動連接有安裝架，安裝架的左側(cè)活動連接有控制模塊，安裝架的右側(cè)活動連接有電機，電機的底部活動連接有連接塊，連接塊底部的左側(cè)活動連接有主動輪，連接塊底部的右側(cè)活動連接有被動輪，被動輪的底部活動連接有轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸的底部活動連接有槳葉，主體的底部活動連接有燒杯。

優(yōu)選的，所述步驟(2)中醚化過程為在60-90℃下反應(yīng)2-5h。