[發(fā)明專利]不融化的自愈合凝膠冰杯

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110305919.1
• 申請(qǐng)日: 2021-03-19
• 公開（公告）號(hào): CN113040579A
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓培新;漸南南;左磊;張凱
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京理工大學(xué)
• 主分類號(hào): A47G19/22
• 分類號(hào): A47G19/22;C08L29/04;C08L33/26
• 代理公司: 北京航智知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11668
• 代理人: 黃川;史繼穎

本發(fā)明公開了一種不融化的自愈合凝膠冰杯，采用自愈合水凝膠材料，經(jīng)模具成型制得，自愈合水凝膠材料為由聚乙烯醇(PVA)、或聚丙烯酰胺(PAAm)?聚乙烯醇(PVA)雙網(wǎng)絡(luò)凝膠材料所制得的自愈合水凝膠材料中的一種。該凝膠冰杯不融化，使冰杯從一次性產(chǎn)品變成了可重復(fù)利用產(chǎn)品；具有超韌性，不易摔碎，延長(zhǎng)了使用壽命；具備裂痕自修復(fù)的功能，節(jié)約了原材料。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種冰杯，特別是涉及一種不融化的自愈合凝膠冰杯。

背景技術(shù)

隨著人們生活質(zhì)量提高，對(duì)餐飲用品的需求也日漸多樣化，對(duì)于冰制餐具，既要求有冰雪的視感觸感，又要求有良好的使用體驗(yàn)。目前市場(chǎng)上冰杯主要有兩種：第一種是將純凈水注入模具后，冷凍，脫模而成的。第二種杯身由兩層塑料、金屬或陶瓷組成，夾層中存放液體，放入冰箱冷凍后，夾層液體凝固，用于冷卻杯中內(nèi)容物。其中第一種冰杯由真冰制成，在室溫下容易融化失型，而且真冰的脆性很高，韌性較差，導(dǎo)致該冰杯容易摔碎；同時(shí)由于真冰摔碎后無法修復(fù)，且冰杯融化后會(huì)失去作為容器的功能，所以使用壽命極短，無法實(shí)現(xiàn)重復(fù)利用。第二種冰杯由于杯身材料所限，透光度不可調(diào)，亦無法進(jìn)行自愈合。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種不融化的自愈合凝膠冰杯。

一種不融化的自愈合凝膠冰杯，其特征在于，所述冰杯采用自愈合水凝膠材料，經(jīng)模具成型制得。

進(jìn)一步的，所述自愈合水凝膠材料為由聚乙烯醇(PVA)或聚丙烯酰胺(PAAm)-聚乙烯醇(PVA)雙網(wǎng)絡(luò)凝膠材料所制得的自愈合水凝膠材料。

進(jìn)一步的，所述自愈合水凝膠材料為聚乙烯醇(PVA)物理交聯(lián)水凝膠，所述自愈合凝膠冰杯制備工藝包括如下步驟：

將1～10gPVA粉末溶于去離子水中，配置成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1％～10％的PVA水溶液,將PVA水溶液注入模具，于-20～-10℃冷凍12～16h，室溫放置12～16h的條件下，凍融循環(huán)3次得到PVA物理交聯(lián)水凝膠冰杯，在冰箱中冷凍12h后脫模使用。

進(jìn)一步的，所述自愈合水凝膠材料為聚丙烯酰胺(PAAm)-聚乙烯醇(PVA)雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠，所述第一網(wǎng)絡(luò)為含有動(dòng)態(tài)二硫鍵的聚丙烯酰胺(PAAm)網(wǎng)絡(luò)，第二網(wǎng)絡(luò)為氫鍵交聯(lián)的聚乙烯醇(PVA)網(wǎng)絡(luò)，所述自愈合凝膠冰杯制備工藝包括如下步驟：

S1自愈合凝膠前驅(qū)體溶液制備：

1)將1-10g PVA溶于100ml去離子水中，配置成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1％～10％的PVA水溶液，將PVA水溶液加熱至98℃攪拌1～6h，直至完全溶解，最終呈均一、透明溶液，；

2)放涼后加入8～40g丙烯酰胺(AAm)單體，保證其最終質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8％～40％，0.2mol/L的自由基熱引發(fā)劑過硫酸銨(APS)水溶液0.5～2ml，含有動(dòng)態(tài)雙硫鍵的N,N'-雙(丙稀酰)胱胺交聯(lián)劑水溶液(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1～0.4％)5～10ml和催化劑四甲基乙二胺(TEMED)5～20μl；

S2將所述自愈合凝膠前驅(qū)體溶液倒入冰杯模具中，放入溫度為30～65℃的真空烘箱，固化3～12h，脫模得到含有動(dòng)態(tài)二硫鍵的聚丙烯酰胺(PAAm)為第一網(wǎng)絡(luò)凝膠材料；

S3將所述含有動(dòng)態(tài)二硫鍵的聚丙烯酰胺(PAAm)置于冰箱中，于-10～-20℃冷凍6～12h，室溫解凍6～12h的條件下，凍融循環(huán)2～4次，得到氫鍵交聯(lián)的聚乙烯醇(PVA)為第二網(wǎng)絡(luò)凝膠材料；

S4將所述氫鍵交聯(lián)的聚乙烯醇(PVA)浸泡在去離子水中，每6h更換一次去離子水，重復(fù)3～5次，除去未反應(yīng)完的單體丙烯酰胺(AAm)、交聯(lián)劑和自由基熱引發(fā)劑；

S5將步驟S4得到的凝膠材料在-10～-20℃下冷凍24h，即得自愈合凝膠冰杯。

進(jìn)一步的，所述自愈合凝膠冰杯中加入食用色素或食用熒光粉。