原料为木质素，其余条件均与实施 例1相同，并在与实施例1相同的测量条件下，采用茶袋法测得聚天冬氨酸复合水凝胶在 0.9 %的生理盐水的吸水率为185g/g，采用流变仪测得的水凝胶的弹性模量G ' = 2345Pa。
[0079] 实施例12:
[0080] 实施例12与实施例1不同的是加入的生物质类原料为花生柏，其余条件均与实施 例1相同，并在与实施例1相同的测量条件下，采用茶袋法测得聚天冬氨酸复合水凝胶在 0.9%的生理盐水的吸水率为245g/g，采用流变仪测得的水凝胶的弹性模量G' = 1987Pa。
[0081] 实施例13:
[0082] 实施例13与实施例1不同的是加入的生物质类原料为菜籽柏，其余条件均与实施 例1相同，并在与实施例1相同的测量条件下，采用茶袋法测得聚天冬氨酸复合水凝胶在 0.9 %的生理盐水的吸水率为238g/g，采用流变仪测得的水凝胶的弹性模量G ' = 2089Pa。
[0083] 实施例14:
[0084] 实施例14与实施例1不同的是加入的生物质类原料为棉籽柏，其余条件均与实施 例1相同，并在与实施例1相同的测量条件下，采用茶袋法测得聚天冬氨酸复合水凝胶在 0.9%的生理盐水的吸水率为256g/g，采用流变仪测得的水凝胶的弹性模量G'=2161Pa。
[0085] 实施例15
[0086] 实施例15与实施例1不同的是加入的生物质类原料为纤维素，其余条件均与实施 例1相同，并在与实施例1相同的测量条件下，采用茶袋法测得聚天冬氨酸复合水凝胶在 0.9 %的生理盐水的吸水率为198g/g，采用流变仪测得的水凝胶的弹性模量G ' = 2267Pa
[0087] 实施例16:
[0088]实施例16与实施例1不同的是加入的聚天冬氨酸类聚合物是分子量为90, OOODa的 聚N-羟乙基-D，L-天冬氨酸，其余条件均与实施例1相同，并在与实施例1相同的测量条件 下，采用茶袋法测得聚N-羟乙基-D，L-天冬氨酸复合水凝胶在0.9 %的生理盐水中的吸水率 为324g/g，采用流变仪测得的水凝胶的弹性模量G ' = 2897Pa。
[0089] 实施例17:
[0090]实施例17与实施例1不同的是加入的聚天冬氨酸类聚合物是分子量为50，000Da的 聚N-羟乙基-D，L-天冬氨酸，其余条件均与实施例1相同，并在与实施例1相同的测量条件 下，采用茶袋法测得聚N-羟乙基-D，L-天冬氨酸复合水凝胶在0.9 %的生理盐水中的吸水率 为268g/g，采用流变仪测得的水凝胶的弹性模量G ' = 2665Pa。
[0091] 实施例18:
[0092]实施例18与实施例1不同的是加入的聚天冬氨酸类聚合物是分子量为30, OOODa的 聚N-羟乙基-D，L-天冬氨酸，其余条件均与实施例1相同，并在与实施例1相同的测量条件 下，采用茶袋法测得聚N-羟乙基-D，L-天冬氨酸复合水凝胶在0.9 %的生理盐水中的吸水率 为201g/g，采用流变仪测得的水凝胶的弹性模量G'=2108Pa。
[0093] 实施例19:
[0094]实施例19与实施例1不同的是加入的聚天冬氨酸类聚合物是分子量为10，OOODa的 聚天冬酰肼，聚天冬氨酸类聚合物(分子量为l〇,〇〇〇Da的聚天冬酰肼)与交联剂的摩尔比为 10:1，其余条件均与实施例1相同，并在与实施例1相同的测量条件下，采用茶袋法测得聚天 冬氨酸复合水凝胶在〇. 9 %的生理盐水中的吸水率为85g/g，采用流变仪测得的水凝胶的弹 性模量G'=1879Pa。
[0095] 实施例20:
[0096]实施例20与实施例1不同的是加入的聚天冬氨酸类聚合物是3g分子量为30, OOODa 的聚天冬酰肼和3g分子量为50,000Da的聚天冬氨酸，聚天冬氨酸类聚合物（分子量为30， OOODa的聚天冬酰肼和分子量为50,000Da的聚天门冬氨酸)与交联剂的总摩尔比为10:1;其 余条件均与实施例1相同，并在与实施例1相同的测量条件下，采用茶袋法测得聚天冬氨酸 复合水凝胶在〇.9%的生理盐水中的吸水率为260g/g，采用流变仪测得的水凝胶的弹性模 量G' =2659Pa。
[0097] 实施例21:
[0098]实施例21与实施例1不同的是加入的聚天冬氨酸类聚合物是2g分子量为50, OOODa 的聚天冬酰肼和2g分子量为50，OOODa的聚天冬氨酸和2g分子量为5，OOODa的N-轻乙基-D, L-天冬氨酸，聚天冬氨酸类聚合物(分子量为50，OOODa的聚天冬酰肼和分子量为50，OOODa 的聚天冬氨酸和分子量为5,000Da的N-羟乙基-D，L-天冬氨酸）与交联剂的总摩尔比为10: 1;其余条件均与实施例1相同，并在与实施例1相同的测量条件下，采用茶袋法测得聚天冬 氨酸复合水凝胶在去离子水中的吸水率为248g/g，采用流变仪测得的水凝胶的弹性模量G' = 2512Pa〇
[0099] 对比例1:制备聚天冬氨酸或聚天冬氨酸衍生物水凝胶。
[0100] 对比例1实施例1不同的是不加入生物类原料，结果是无法交联。
[0101] 从上述实施例和对比例可以看出，采用本发明方法所制备的聚天冬氨酸复合水凝 胶兼具较高的吸水倍率和凝胶强度。对比例中，在不加入生物类原料豆柏情况下，分子量为 50,000Da的聚天冬氨酸类聚合物原料之间不发生交联反应，而本发明采用聚天冬氨酸类聚 合物与生物质类原料进行交联反应，即使在生物质类原料加入量为聚天冬氨酸类聚合物 1 % (质量)条件下；即使分子量为10,000Da，甚至分子量为5,OOODa的聚天冬氨酸类聚合物 原料与生物质类原料也仍然可以发生交联反应，并能获得吸水率和凝胶强度都很好的聚天 冬氨酸复合水凝胶。
[0102] 以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和 原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种聚天冬氨酸复合水凝胶，其由聚天冬氨酸类聚合物与生物质类原料通过交联反 应制成，所述聚天冬氨酸类聚合物包括聚天冬氨酸和/或聚天冬氨酸衍生物;所述生物质类 原料包括豆柏、花生柏、菜籽柏、棉籽柏、纤维素、木质素和木质素磺酸盐中的至少一种。2. 根据权利要求1所述的复合水凝胶，其特征在于，所述聚天冬氨酸衍生物包括聚N-羟 乙基-D，L-天冬氨酸和/或聚天冬酰肼。3. 根据权利要求1或2所述的复合水凝胶，其特征在于，所述交联剂为环氧类交联剂，其 包括乙二醇二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚和丙二醇二缩 水甘油醚中的至少一种。4. 根据权利要求1到3中任意一项所述的复合水凝胶，其特征在于，所述生物质类原料 与聚天冬氨酸类聚合物的质量比为(0.001-1) :1;优选所述生物质类原料与聚天冬氨酸类 聚合物的质量比为(〇.01-1):1;进一步优选所述生物质类原料与聚天冬氨酸类聚合物的质 量比为1:(2-6)。5. 根据权利要求1到4中任意一项所述的复合水凝胶，其特征在于，所述聚天冬氨酸类 聚合物与交联剂的摩尔比为（1-10): 1;优选所述聚天冬氨酸类聚合物与交联剂的摩尔比为 (3-10): 1;进一步优选所述聚天冬氨酸类聚合物与交联剂的摩尔比为(5-8): 1。6. -种聚天冬氨酸复合水凝胶的制备方法，其包括： 步骤L，将生物质类原料混悬液与聚天冬氨酸类聚合物水溶液混合后制成生物质类原 料-聚天冬氨酸混合物； 步骤M，向生物质类原料-聚天冬氨酸混合物中加入交联剂进行交联反应制成凝胶态聚 天冬氨酸复合水凝胶。7. 根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，在步骤L中，聚天冬氨酸类聚合物水溶 液的pH值为pH=3-8;优选聚天冬氨酸类聚合物水溶液的pH值为pH=4.8-6。8. 根据权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于，在步骤L中，聚天冬氨酸类聚合物 水溶液的浓度为l_4mol/L;生物质类原料混悬液由水和生物质类原料粉末混合而成，其中， 〇g/L〈生物质类原料混悬液的浓度< 333g/L。9. 根据权利要求6-8中任意一项所述的制备方法，其特征在于，在步骤Μ中，所述反应的 时间为8-20小时;优选所述反应的时间为12-16小时;进一步优选所述反应时间为12-14小 时。10. 根据权利要求1-5中任意一项所述的复合水凝胶或根据权利要求6-9中任意一项所 述的制备方法制备的复合水凝胶制备固沙剂或保水剂中的应用。
【专利摘要】本发明涉及一种聚天冬氨酸复合水凝胶及其制备方法。该方法采用环氧类物质作为交联剂将聚天冬氨酸或其衍生物与生物质类原料进行交联反应，所制得的聚天冬氨酸复合水凝胶分子中含有价格低廉的生物质类原料，兼具较高的吸水倍率和凝胶强度，生产成本低廉，且不会造成环境污染，易于工业化生产，应用前景广阔。
【IPC分类】C08L1/02, C08J3/24, C08J3/075, C08L89/00, C08L79/08, C08L97/00
【公开号】CN105601952
【申请号】CN201610024469
【发明人】谭天伟, 罗楠, 曹辉, 王扬, 史璐皎, 韦依
【申请人】北京化工大学
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2016年1月14日