一种超弹性耐热抗冻复合水凝胶及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113201153A(43)申请公布日2021.08.03(21)申请号202110505174.3C08K5/19(2006.01)(22)申请日2021.05.10C08K5/17(2006.01)C08F220/56(2006.01)(71)申请人海南大学C08F220/18(2006.01)地址570228海南省海口市美兰区人民大道58号(72)发明人张海全刘紫荆麦俊萍钟洁王宁(74)专利代理机构海南盛亿专利代理事务所(普通合伙)46005代理人吴燕梅(51)Int.Cl.C08J3/075(2006.01)C08L33/26(2006.01)C08K13/02(2006.01)C08K3/16(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称一种超弹性耐热抗冻复合水凝胶及其制备方法(57)摘要本发明涉及一种超弹性耐热抗冻复合水凝胶及其制备方法，其包括以下按照重量份数计的原料：疏水单体0.2～10.0、亲水单体丙烯酰胺5.0～10.0、氯化钠0.4～0.80、表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵1.0～2.0、氯化钙2.0～10.0、助溶剂0.8～1.2、引发剂0.02～0.04、四甲基乙二胺0.02～0.04，去离子水20.0～30.0。本发明实施例通过在水凝胶配方中加入氯化钙，制备得到的水凝胶具有出色的抗冻抗热，阻燃以及持久的机械稳定性，其有效地解决了水凝胶在零度以下冻结及干燥环境中易失水的问题，大大扩展了水凝胶应用的温度范围，使水凝胶朝着应用多元化方向迈进。CN113201153ACN113201153A权利要求书1/1页1.一种超弹性耐热抗冻复合水凝胶，其特征在于，包括以下按照重量份数计的原料：疏水单体0.2～10.0、亲水单体丙烯酰胺5.0～10.0、氯化钠0.4～0.80、表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵1.0～2.0、氯化钙2.0～10.0、助溶剂0.8～1.2、引发剂0.02～0.04、四甲基乙二胺0.02～0.04，去离子水20.0～30.0。2.根据权利要求1所述的超弹性耐热抗冻复合水凝胶，其特征在于：所述疏水单体为甲基丙烯酸正烷基酯，其选自甲基丙烯酸十六酯、甲基丙烯酸十八酯或甲基丙烯酸二十二酯。3.根据权利要求1所述的超弹性耐热抗冻复合水凝胶，其特征在于：所述助溶剂为多元醇，其选自丙醇、正丁醇、正戊醇、正己醇、脂肪醇或异丙醇。4.根据权利要求1所述的超弹性耐热抗冻复合水凝胶，其特征在于：所述引发剂为过硫酸盐引发剂，其选自过硫酸钾、过硫酸铵或过硫酸钠。5.一种权利要求1‑4任一所述超弹性耐热抗冻复合水凝胶的制备方法，其特征在于，包括以下具体操作步骤：S1、按照配方量称取各组分材料；S2、将氯化钠以及表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵加入部分配方量的去离子水中，室温搅拌至完全溶解；S3、将氯化钙加入至剩余配方量的去离子水中溶解，随后加入至步骤S2所获得的溶液中，搅拌至无气泡产生，继续加入疏水单体和助溶剂，搅拌至形成半透明溶液；然后加入亲水单体丙烯酰胺和引发剂，并搅拌至溶液澄清透明，随后加入四甲基乙二胺，混合均匀；S4、将步骤S3制备得到的溶液倒至模具中，将模具放置于烘箱中反应一定时间后得到所述所述超弹性耐热抗冻复合水凝胶。6.根据权利要求5所述的超弹性耐热抗冻复合水凝胶的制备方法：步骤S3和S4为在室温下进行。7.根据权利要求5所述的超弹性耐热抗冻复合水凝胶的制备方法：步骤S4中为将模具放置于45～55℃的烘箱中反应10～14h。8.根据权利要求5所述的超弹性耐热抗冻复合水凝胶的制备方法：步骤S4中使用的模具为玻璃模具。2CN113201153A说明书1/5页一种超弹性耐热抗冻复合水凝胶及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及功能高分子材料技术领域，特别是涉及一种超弹性耐热抗冻复合水凝胶及其制备方法。背景技术[0002]水凝胶是一种“软材料”，其在水中迅速溶胀至平衡，并能保持其形状和三维网络结构，且不溶于水，具有良好的弹性和生物相容性，因此在药物递送、组织工程、传感器搭建等领域应用广泛。在过去的二十年中，对疏水改性的聚丙烯酰胺水凝胶进行了广泛的研究。疏水缔合水凝胶主要基于分子间的疏水缔合作用，在亲水性聚合物丙烯酰胺中掺入疏水序列，这些疏水缔合结构域在网络中充当物理交联点，从而构建疏水改性的水凝胶三维网络骨架。目前研究的大多数水凝胶在高温或低温环境下仍难以保持良好的机械性能，因为仅20‑30kJ·mol‑1的弱氢键作用不可避免地使液态水汽化或结晶。需要注意的是，水的流失或冻结会导致水凝胶变硬，从而严重削弱其拉伸，压缩和剪切性能。此外，常规水凝胶在点燃后逐渐脱水并燃烧成灰烬，导致在现实中的应用受到限制。如何在宽的温度范围内